关于装备材料应力回转轴承压测试转台设计.pdf

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1、文章编号：1006—9348(2016)11-0179—04关于装备材料应力回转轴承压测试转台设计张宇，吴运新，李杨，彭富霞(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：在中子谱仪大承重样品台结构设计的过程中，由于回转轴承在回转中存在低晃动误差，影响测试精度。为分析三排滚子回转轴承的接触特性，采用在滚子滚道间设置非线性弹簧，用Hertz接触理论建立非线性弹簧力与变形关系的超单元建模方法，计算轴承在联合载荷作用下的静载荷特性参数。结果表明，大承重样品转台结构设计可行。数值算例表明改进方法计算结果与Hertz理论解一致，轴承承载后偏移量和旋转角度与

2、理论计算结果间的误差在10％以内。验证了分析过程的合理性．为轴承研制的工程问题提供了可靠的设计依据。关键词：理论；非线性弹簧；超单元建模中圈分类号：THl33文献标识码：BAbouttheSlewingBearingPressureEquipmentMaterialStressTestingTableDesignZHANGYu．WUYun—xin，LIYang，PENGFu-xia(CentralSouthUniversity，StateKeyLaboratoryofHishPerformanceComplexManufacturing，School

3、ofMechanicalandElectricalEngineering，ChangshaHunan410083，China)ABSTRACT：Duringthedesignofthelargeloadbearingsampleoftheneutronspectrometer，thereisalowshakingell'orintheslewingbearing，whichaffectstheaccuracyofthetest．Inordertoanalyzethecontactcharacteristicsofthreemilerslewingbe

4、arings，anonlinearspringwassetupbetweentherollerraceways，andthesuperelementmod-ehngmethodwasusedtoestablishtherelationshipbetweentheforceanddeformationofthenonlinearspringbyHertzcontacttheoryunderthecombinedloadofthestaticloadcharacteristics．Theresultsshowthatthestructureofthetu

5、rntablewithlargeloadbearingisfeasible．ThenumericalexamplesshowthattheresultsoftheimprovedmethodareinagreementwiththeHertztheory，andtheerrorbetweenthebearingdeflectionandtherotationangleislessthan10％．TherationalityoftheanalysisprocessWasverified，whichprovidesareliabledesignbasis

6、fortheengineeringproblems．KEYWORDS：Theory；Nonlinearspring；Superelementmodeling1引言长期以来。结构材料深部内应力不能直接测量，是困扰人们研究、设计、制造工程结构和复杂装备的屏障，也严重影响着新材料的研究工作。因此，建造一台以材料及深部应力场无损检测为主的中子谱仪。既是现代在工程结构、复杂装备研究、设计与制造的需要。也是现代工程材料研究开发的必备手段。根据设计要求，大承重样品转台可在x、Y、z三个方向平移以及绕z方向旋转，x、Y、z轴行程+400ram，精度在0．5mm以内，

7、绕z方向旋转>3600，旋转精度<0．050，承重1000KS。其中的绕Z方向旋转运动机构包括回转轴承、大小基金项目：国家重大科研仪器设备研制专项(513279045)收稿13期：2015—12—15惨回日期：2015—12—26齿轮、伺服电机、行星减速机、支撑圆筒、支撑圆板、耳座、滚轮圆弧形导轨等八个部分组成。在回转轴承的设计阶段对其进行变形计算是确保其安全使用的重要前提。近几年．回转轴承的仿真计算问题引起了国内外的广泛关注[1‘5]，LudwikkIIIia【6]利用有限元法将滚动体用特殊的具有滚动体与沟道接触载荷变形特性的超单元替换。计算了三列

8、推力轴承的变形和载荷分布。2007年SmolniekiTE7]等利用超单元法建立大型滚动轴承有限元简化模型分