基于BP神经网络的套筒式串联推力轴承组均载性能及承载能力细化研究.pdf

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1、50；期ENEER程INGP塑LAA应PPLC用AT0NVo1．40，NO．7Jul2012doi：lO．39690．issn．1001—3539．2012．07．012基于BP神经网络的套筒式串联推力轴承组均载性能及承载能力细化研究古林桂强，毕超，江波，张冰(北京化工大学机电工程学院，北京100029)摘要：为完善套筒式串联推力轴承组优化设计理论，为大型、高端推力轴承组国产化提供理论支持，利用有限元数值模拟方法，对轴承组进行静态力学分析，研究轴承组几何设计参数对其均载性能和承载能力的影响。通过BP神经网络建立

2、轴承组几何设计参数与轴承组均载率的数学模型，并用于轴承组的优化设计。对部分理论研究内容进行了实验验证，并进行了误差分析。关键词：套筒式串联推力轴承组；均载率；有限元模拟；BP神经网络中图分类号：TQ32文献标识码：A文章编号：1001．3539(2012)07—0050．04DetailedResearchoHLoadUniformityandLoad—bearingCapacityofSleeveTypeTandemThrustBearingsBasedonBPNeuralNetworkLinGuiqiang

3、，BiChao，JiangBo，ZhangBing(CollegeofMechanicalandElectrialEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijng10029，China)Abstract：Toperfecttheoptimizationdesigntheory，realizethelocalizationoflarge-typeandhigh—qualitythrustbearings，enormousstaticmechanica

4、lanalysiswasdoneonthethrustbearingsviafiniteelementmodelinganalysistostudytheinfluenceontheloaduniformityandload—bearingcapacityfromgeometricparametersofthethrustbearings．ThemathematicmodelofgeometricparametersandloaduniformitywasestablishedbyBPneuralnetwork

5、，anditwasusedtooptimizethedesignofbearings．Thetheorywasprovenbyexperimentandtheerrorwasanalyzed．Keywords：sleevetypetandemthrustbeatings；loaduniformityrate；FEMansysis；BPneuralnetwork套筒式串联推力轴承组是石化企业大型双螺保持架轴圈座圈圆柱滚子杆挤压造粒机组传动系统的核心部件。目前我国该类产品全部依赖进口。套筒式串联推力轴承组由内隔圈、

6、外隔圈、轴圈、座圈和滚动体组件组成，详见图1。自1943年H．E．Kayel1提出套筒式串联推力轴承组的设计理念后，众多科研人员投身该类推力轴承组领域，对其组成部件如内外隔圈j、轴圈座圈以及轴承滚子的受力状态进行了研究，并提出了电桥应变片法和激光散斑法¨。。等测量轴承图1套筒式串联推力轴承组结构图受力状态的实验测试方法。1有限元模拟笔者采用有限元法模拟套筒式串联推力轴承采用有限元方法对套筒式串联推力轴承组工组的受力状态，分析轴承组几何设计参数对轴承组作状况下的应力状态进行模拟，轴承组的主要特征均载性能的影响，探

7、究了轴承组均载性能对于轴承参数见表1。模拟中，取整个轴承组的1／z(z为组各几何参数变化的敏感程度。通过BP神经网络国家863计划项目(2012AA040306)、北京市优秀人才培养项建立起轴承组均载率和几何设计参数之间的函数关目(2011D009016000003)、中央高校基本科研业务费项目(ZZ1217)系模型，并将之应用于轴承组的优化设计。对部分联系人：毕超，副教授，主要从事橡塑装备研究理论研究内容进行了实验验证，并进行了误差分析。收稿日期：2012—04—28林桂强，等：基于BP神经网络的套筒式串联推

8、力轴承组均载性能及承载能力细化研究51滚子数目)进行模拟。模拟中采用如下假设：何形变由应变片桥式电路转化为电信号，经应变仪(1)忽略轴承组保持架的影响；信号转换，通过TTL-USB接口电路连接到计算机，(2)假定滚子与轴、座圈之问为静接触；读出测试数据。(3)忽略轴承组自身重力影响。测量时，应变仪采用统一零点，测量开始时置表1轴承组几何特征参数零一次。实验采用加载卡盘施加轴向力，通过轴