圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计.pdf

《圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6期机械设计与制造2014年6月MachineryDesign&Manufacture55圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计王志伟，苗利军，孟玲琴(1．河南机电高等专科学校，河南新乡453002；2．新乡市特种设备检测检验所，河南新乡453003)摘要：圆锥滚子轴承的承栽能力较大，广泛应用于重载的冶金、矿山等设备。圆锥滚子轴承中滚子的不同凸型及凸度量设计对滚子及套圈的应力分布以及弹性变形都有十分显著的影响，直接关系到滚动轴承的承载能力和疲劳寿命。文中利用有限元法(FEM)，通过对圆锥滚子轴承不同凸型及凸度量的滚子设计时滚子母线与滚道接触区域的应力

2、分布状况进行对比分析，得到了圆锥滚子的凸度设计最优方案，找出了轴承早期损坏的原因，优化结果表明，轴承的实际使用寿命提高了约93％，分析结果对提高该型轴承的寿命具有重要技术意义，也为圆锥滚子轴承设计提供一个新的方法。关键词：圆锥滚子轴承；凸度；接触应力；有限元分析；优化设计中图分类号：TH16；TH133．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)06—0055—03OptimalDesignofRollerConvexityofTaperedRollerBearingWANGZhi—wei，MIAOLi~un，MENGLing-q

3、in(1．He’nanMechanicalandElectricalEngineeringCollege，HenanXinxiang453003，China；2．TheInstituteofSpecialEquipmentInspectionofXinxiang，HenanXinxiang453003，China)Abstract：Taperedrollerbearingswhichhaslargecarryingcapacityarewidelyusedinheavy-dutyequipment．Thediferentdesignsofrol

4、lerswithvariedconvexityhavenoticeableeffectsonstressdistributionandelasticdeformation．Thedesignsaredirectlyrelatedtotheloadcapabilityandthelifelengthoftherollerbearing．Stressdistributionofcontactareabetweenrollerbusbarandr(1cewaywithdiferentconvexitydesignsoftaperedbearingro

5、llershasbeenanalyzedusingFiniteElementMethod(FEM)analysis，thebestsolutionforthedesignofconvexityoftaperedrollersisachievedandtheco21~eofearlydestroyofrollerbearingsisfound．Theoptimalresultshowsthatkservicelifeofbearingimprovedby93％．Hence．alnoreefficientmethodofimprovingthese

6、rvicelifeoftaperedrollerbearingsisgot．KeyWords：TaperedRollerBearing；Convexity；ContactStress；FEMAnalysis；OptimalDesign距离，该值大小取决于滚子的母线形状以及在滚子上施加的载1引言荷。目前常见的圆锥滚子母线的凸型方式有直母线和圆弧全凸母圆锥滚子轴承基于其自身结构的特点，承载的能力较大，因线两种。以轴承3811／750／HC为例介绍两种凸型设计方案。圆锥此在重载的冶金、矿山等设备上应用广泛I1。结构如图1所示，主滚子轴承剖面图，如图1

7、所示。要参数为：外径D、内孔径d、外圈宽度C、内圈宽度日、装配高度了1。在圆锥滚子轴承正常工作时，轴承破坏形式主要是由接触循环—C一．变应力过大引起的滚动接触表面上的接触疲劳损伤(点蚀)。因忙IV／／／A^l此，轴承设计的主要问题是改善滚动接触副之间接触应力的分布，I提高轴承滚动元件的疲劳寿命，避免轴承发生早期疲劳失效。t72圆锥滚子轴承的滚子凸度设计—lfJ【对于圆锥滚子轴承而言，其接触区域的应力分布情况与圆—·函Q锥滚子母线的凸度设计有密切关联。圆锥滚子凸度的设计有两方面内容，即滚子的凸型设计和凸度量大小的设计，其中凸型的设一J计尤为重要。

8、凸型是指轴承滚子母线的几何形状，其决定接触应图1圆锥滚子轴承剖面图力的分布特征。在相同的载荷和接触条件下，不同形状圆锥滚子Fig．1TheCross-