摆剪减速器圆柱滚子轴承的热分析

摘要

某钢厂连铸坯摆剪减速器高速轴安装的A品牌轴承短时运行一段时间即发生破损失效，换用B品牌同型号结构有细微差别的轴承后却运行良好。固以这两个品牌的同型号圆柱滚子轴承为对象，对其运行时升温过程进行深入研究，以探究其产生不同性能的原因。
　　以摆剪减速器圆柱滚动轴承为研究对象，运用热网格法对比研究了两个品牌同一型号的轴承运行过程中各部件的瞬态温度场及其温升过程，得出了同一型号的轴承滚动体个数与结构差异会影响轴承的温升与温度场，进而影响轴承的承载能力。
　　本文提出了一种运用显示动力学仿真技术，通过仿真有限时间段内的运行过程，获得轴承各部件运转时的热流密度，并将其作为热边界条件，结合隐式热分析仿真轴承运行过程的瞬态温度场的方法，该分析方法既能发挥显示仿真分析的精度，又能提高仿真效率。结合实验对比分析了热网络法和有限元仿真结果，验证了所提出方法的可行性。运用该方法对摆剪减速器两个品牌轴承的瞬态温度场进行了仿真，与热网络法得到的结论相吻合。其研究成果具有一定的指导意义和实际工程应用价值。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状及发展动态

1．2．1 轴承的温度场分析研究

1．2．2 轴承的动力学分析研究

1．3 课题来源

1．4 本文的研究内容

第2章 基于热网络法轴承瞬态温度场分析

2．1 引言

2．2 轴承热分析的研究

2．2．1 轴承的摩擦力矩

2．2．2 轴承的摩擦功率损失

2．3 热阻的计算分析研究

2．3．1 导热热阻的计算模型

2．3．2 对流热阻的计算模型

2．3．3 轴承系统的热阻计算

2．4 轴承系统热网络图及热平衡方程组的建立与求解

2．4．1 轴承系统热网络图

2．4．2 热平衡方程的建立

2．5 轴承的瞬态温度特性的研究

2．6 本章小结

第3章 圆柱滚子轴承的动力学分析

3．1 圆柱滚子轴承的动力学理论基础

3．1．1 圆柱滚子轴承的载荷分布研究

3．1．2 轴承的动力学分析

3．2 圆柱滚子轴承动力学有限元分析

3．2．1 有限元模型的建立

3．2．2 接触对的建立

3．2．3 边界条件及载荷的添加

3．3 圆柱滚子轴承的动力学特性的研究

3．3．1 节点动态响应

3．3．2 单元的动态应力

3．3．3 单元的接触应力

3．4 本章小结

第4章 轴承温度场有限元方法研究及实验验证

4．1 轴承热分析

4．1．1 轴承的热分析模型的建立

4．1．2 轴承热载荷结果及分析

4．2 轴承温度场的有限元分析

4．2．1 温度场有限元理论介绍

4．2．2 轴承的温度场有限元模型的建立

4．2．3 轴承温度场结果及分析

4．3 轴承温度场的实验验证

4．3．1 实验目的

4．3．2 实验装置

4．3．3 实验过程

4．3．4 实验结果分析

4．4 本章小结

第5章 摆剪减速器轴承温度场分析

5．1 引言

5．2 摆剪减速器轴承温度场有限元分析

5．2．1 圆柱滚子轴承有限元分析模型建立

5．2．2 圆柱滚子轴承温度场的结果与分析

5．3 热网络法与有限元计算结果对比

5．4 本章小结

6．1 全文总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文