立辊轧机四列圆锥滚子轴承有限元分析

论文摘要

轧机轴承是冶金设备的重要零件之一,它不但工作环境十分恶劣,还要满足高速、重载、大冲击等轧制要求。因此,如何保证轧机轴承的正常工作以及寿命对整个冶金生产具有重大的意义。某轧板厂的悬臂式立辊轧机辊颈四列圆锥滚子轴承在正常生产中连续发生几次非正常失效事故,导致整条生产线停产,造成严重的损失。为了找出事故原因,本文采用实验与有限元分析相结合的方法,在现场测试的基础上,建立了四列圆锥滚子轴承系统的有限元模型,通过对四列圆锥滚子轴承系统进行热——结构耦合分析,分析了温度对四列圆锥滚子轴承的影响以及滚子、保持架等元件的应力分布情况。滚子凸度优化设计是提高滚子轴承承载能力和使用寿命的重要技术措施。本文针对事故中出现了滚子被压坏的情况,采用子模型技术以对数母线的形式对圆锥滚子进行了凸度设计,以改善滚子的应力分布。保持架的强度是影响轴承工作状态的重要因素之一。特别是在重载与大冲击的工况下,保持架会发生变形,并承受循环应力作用。本文对轴承保持架进行了改进设计,提高了保持架的强度,保证了轴承的正常运转。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 轧机轴承概述
• 1.1.1 轧机轴承的基本要求
• 1.1.2 轧机轴承的发展过程
• 1.2 热分析、接触分析及有限元简介
• 1.2.1 热分析
• 1.2.2 接触分析
• 1.2.3 有限元简介
• 1.3 选题背景
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 四列圆锥滚子轴承的结构与特性
• 2.1 四列圆锥滚子轴承的结构型式
• 2.2 四列圆锥滚子轴承的特性
• 2.2.1 四列圆锥滚子轴承的结构特性
• 2.2.2 四列圆锥滚子轴承的技术特性
• 第三章 四列圆锥滚子轴承有限元分析
• 3.1 热分析
• 3.1.1 热分析基础知识
• 3.1.2 建立有限元模型
• 3.1.3 约束与加载
• 3.1.4 热分析结果
• 3.2 结构分析
• 3.2.1 模型转换
• 3.2.2 载荷与约束
• 3.2.3 求解
• 3.2.4 结构分析结果
• 第四章 改进措施
• 4.1 圆锥滚子凸度设计
• 4.1.1 Lundberg 对数母线的圆锥滚子凸度设计
• 4.1.2 圆锥滚子的子模型分析
• 4.2 保持架强度提升
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢