大型回转轴承的承载性能分析
大型钢厂回转轴承在线检测报告
大型钢厂回转轴承在线检测报告本结果可作为回转轴承的保养、修复、和更换新轴承的客观数据依据，单并不具有唯一性，主机和运行的钢厂、电厂等部门完全根据设备的需要进行必要的选择。
检测数据和读数1）：轴承运行不平稳。
2）：存在200HZ的故障频率，是电机交流电工频的2倍频。
设备运行状态指标序号指标量纲 1 2 3 4 5 EU 工程单位EUg g g g g0.406 0.398 0.51 0.406 0.5571 最大值(EU)2 最小值(EU) -0.549 -0.494 -0.541 -0.366 -0.4623 平均值(EU) -0.05868 -0.03293 -0.01605 -0.0083 -0.002454 平均幅值(EU) 0.07079 0.05498 0.04644 0.04503 0.045975 方根幅值(EU) 0.06238 0.04498 0.03665 0.03566 0.036356 有效值(均方根) (EU) 0.08456 0.07199 0.06452 0.06273 0.064417 均方值(EU)^20.00715 0.00518 0.00416 0.00393 0.004158 标准差(均方差) (EU) 0.06089 0.06402 0.06249 0.06218 0.064379 最大值-平均值(EU) 0.46468 0.43093 0.52605 0.4143 0.5594510 最小值-平均值(EU) -0.49031 -0.46106 -0.52494 -0.35769 -0.4595411 方差(EU)^20.0037 0.00409 0.0039 0.00386 0.0041412 偏度指标(EU)^3 1.858E-4 1.989E-4 1.781E-4 1.644E-4 1.808E-413 峭度指标(EU)^4 1.278E-4 1.359E-4 1.350E-4 1.190E-4 1.38E-414 偏态因数(无) 0.82341 0.75822 0.72988 0.68363 0.6780315 峰态因数(峭度) (无) 3+6.29943+5.089663+5.852653+4.95927 3+5.0375116 波形因数(无) 1.1945 1.30944 1.38926 1.39323 1.4011317 脉冲因数(无) 7.75488 8.98482 11.6478 9.01593 12.115118 峰值因数(无) 6.49215 6.86156 8.38419 6.47122 8.6466219 裕度因数(无) 8.7997 10.9808 14.7613 11.3833 15.3197时域分析数据振动加速度峰峰值正常。
回转支承轴承技术要求
回转支承轴承技术要求
回转支承轴承技术的要求主要包括以下几个方面：
1. 轴承负载能力：回转支承轴承需要能够承受来自旋转、倾斜、挤压等多种力的作用，因此要求具有较高的负载能力和抗疲劳性能。
2. 高精度和稳定性：回转支承轴承在工作过程中需要保持较高的旋转精度和稳定性，以确保设备的正常运行和精确控制。
3. 转动平顺性：回转支承轴承需要具有较好的转动平顺性，以减小运动过程中的摩擦损失和噪声。
4. 寿命长：回转支承轴承需要具有较长的使用寿命，以减少设备的维修和更换成本。
5. 抗腐蚀和抗磨损性能：回转支承轴承经常处于恶劣环境下，要求具有较好的抗腐蚀性能和抗磨损性能，以保证轴承的稳定运行。
6. 轻量化和紧凑性：回转支承轴承通常应用于工程机械等需要轻量化和紧凑结构的设备上，因此要求轴承具有较小的外形尺寸和重量。
7. 安全可靠性：回转支承轴承需要保证设备的操作安全和使用可靠性，不易出现故障和事故。
回转轴承承载说明
回转轴承承载说明回转轴承是一种与其他轴承不同的特殊轴承，它是由内圆和外圆两个圆环组成的。
在回转轴承中，内圆和外圆之间的接触面积非常大，承载能力也相应地增强了。
回转轴承的承载能力由多个因素决定，如负荷方向、转速、使用环境等等。
下面将详细介绍回转轴承承载说明。
1. 载荷种类回转轴承的承载能力与其所承受的负荷类型相关。
一般而言，回转轴承可承受径向载荷、轴向载荷和倾斜载荷。
其中，轴向载荷是指沿轴向方向作用的载荷，径向载荷是指垂直于轴向的载荷。
而倾斜载荷指斜向作用在轴承上的载荷。
2. 额定载荷额定载荷是回转轴承所能承受的最大负载。
当轴承承受额定载荷时，其寿命应达到设计要求。
额定载荷通常由制造商在产品说明书中给出。
动载荷是指应用在回转轴承上的变动载荷。
在工业场合中，回转轴承经常被应用于旋转机械设备中，这就决定了它必须能够承受变化的载荷。
因此，动载荷是回转轴承设计中非常重要的一个参数，需要制造商充分考虑。
静载荷是指应用在回转轴承上的稳定、固定载荷。
静载荷往往比动载荷小，但是同样也是回转轴承设计中的重要参数。
5. 寿命和疲劳寿命在回转轴承设计和制造中，一个重要的指标是寿命。
寿命被定义为轴承可以承受的循环次数或运行时间。
疲劳寿命是指轴承在循环载荷下运行到出现疲劳破坏时经历的循环次数或运行时间。
6. 转速转速是指轴承所承载设备的旋转速度。
回转轴承的承载能力与其所处环境和应用有关，当经常应用于高速环境时，需要特别考虑轴承的承载能力。
7. 环境环境也是回转轴承承载能力的一个重要因素。
如果轴承用于恶劣环境，如高温、高湿度、强腐蚀性、重载荷、高速运行等条件，必须选择合适的材料和结构来确保承载能力。
总之，回转轴承的承载能力是由多个因素综合影响的。
在轴承的设计、制造和使用过程中，需要全面综合考虑各种因素，以确保回转轴承的长期、稳定的工作。
球轴承 承载分析
! 引言
回转支承又称转盘轴承或特大型轴承，是一切两部分之间
需作相对回转运动，又需同时承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。
近年来，随着主机行业的迅速发展，回转支承得到了广泛的应用。
除为挖掘机、塔吊、汽车吊以及各类起重机配套外，还广泛应用于轻工机械、冶金机械、医疗机械、工业机器人、隧道掘进机、堆取料机、导弹发射架、雷达天线座、旋转舞台等。
W 回转支承的结构和受力分析
回转支承按结构形式的不同可划分为单排四点接触球式、
单排交叉滚柱式、双排球式及三排滚柱式等几种类型。
这里以。
大型旋转机械结构的稳定性分析与改进
大型旋转机械结构的稳定性分析与改进在现代工业中，大型旋转机械如风力涡轮机、海上钻井平台等扮演着重要的角色。
然而，这些机械设备在长期运行中往往会面临结构稳定性的挑战。
因此，对大型旋转机械的稳定性进行分析和改进是至关重要的。
一、稳定性分析大型旋转机械的稳定性分析是设计和改进的基础。
通过进行全面的结构分析，可以识别潜在的问题，并采取相应的措施。
稳定性分析主要包括以下几个方面：1.材料选择：选择适合长期运行的高强度、耐疲劳的材料是确保结构稳定性的重要步骤。
2.结构刚度分析：通过对旋转机械的各个部件进行刚度分析，确定结构强度与刚度的匹配程度。
不合理的刚度配比可能会导致结构在运行中的振动和共振问题。
3.模态分析：通过模态分析，确定旋转机械的振动特性，寻找结构中可能存在的共振点。
在分析结果的基础上，进行必要的结构改进。
4.动力学分析：综合考虑旋转机械的结构、负载和外界环境的影响，对动力学特性进行分析。
动力学分析可以帮助工程师确定机械设备在各种工作条件下的稳定性和可靠性。
二、稳定性改进基于稳定性分析的结果，针对结构中存在的问题进行改进是确保大型旋转机械稳定运行的关键。
以下是一些常见的稳定性改进措施：1.结构加强：对结构中的薄弱环节进行加固，提高整体结构的强度和刚度。
常见的加强方式包括增加钢材的厚度、增加连接件的数量或加强剪力墙等。
2.减震降噪：通过安装减振装置或减噪设备，降低结构振动和噪音水平。
减震降噪技术可以有效减少结构损伤和疲劳，延长机械设备的使用寿命。
3.控制共振：采取措施消除结构的共振点或通过改变结构参数使其偏离共振频率。
这可以通过增加处于共振频率的部件质量或改变其刚度来实现。
4.优化设计：通过优化结构的布局和几何形状，最大限度地提高结构的稳定性。
合理的设计能够提高结构的荷载分布和强度传递，减少集中应力和变形。
结论大型旋转机械的稳定性分析与改进是确保设备运行安全和可靠性的关键。
通过全面的稳定性分析，可以识别潜在的问题，并采取相应的改进措施。
回转支承承载能力
影响回转支承承载能力的四个参数回转支承的失效形式有两种，一是滚道损坏，二是断齿，而滚道损坏占的比例达98%以上，因此我们说，滚道质量是回转支承质量的核心问题，影响回转支承滚道质量的因素较多，其中滚道淬火硬度、淬硬层深度、滚道曲率半径和接触角无疑是最重要的四个影响因素，它们以不同的方式影响着滚道质量，并决定了回转支承的承载能力和使用寿命。
•滚道硬度回转支承滚道淬火硬度对其额定静容量影响较大，如以HRC55时额定静容量为标准1，则滚道硬度与额定静容量有下列对应关系：标准规定的最低硬度为HRC55，通常实际平均淬火硬度在HRC57左右，因此绝大多数回转支承实际承载能力均高于按HRC55计算的理论值。
从上表也可看出当硬度低于HRC53时，即使留有1.2的安全系数，使用也不安全了，特别当硬度只有HRC50时，1.7倍的安全系数也形同虚设，非常危险。
硬度不够极易造成回转支承失效，从滚道表面点蚀开始到坍塌结束。
•滚道淬硬层深度滚道淬硬层深度目前尚无无损检测的方法，主要靠工艺和装备来保证，必要的淬硬层深度是回转支承滚道不产生剥落的保证。
当回转支承受外负荷作用时，钢球与滚道的点接触就变成了面接触，是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆面，滚道除受压应力外，还受到剪切应力作用，最大剪切应力发生在表面下0.47a深处，因此滚道淬硬层深度须大于0.47a（一般取0.6a），这也是标准中根据钢球直径大小，而不是根据回转支承直径大小来规定淬硬层深度的原因，同时给出了具体最小保证值。
深度不够又会对回转支承的承载能力产生什么样的影响呢？它定量化的描述是：额定静容量CO与淬硬层深度H0.908成正比，由此可计算出，将要求为4mm的淬硬层深度只淬到2.5mm，那么CO将由1降至0.65，由此而产生的回转支承失效形式为滚道剥落，即使采取焊补措施也无济于事。
•滚道曲率半径这里的滚道曲率半径是指滚道在垂直剖面内的曲率半径，它与钢球半径的比值t（一般为1.04~1.08）的大小也显著影响着回转支承的额定静容量和动容量（寿命Lh），设t=1.04时为额定静容量和寿命均为1，则有下列对比关系：从表中可看出半径比越大额定静容量越低，使用寿命越短，即使滚道热处理硬度和淬硬层深度都符合标准要求，而不能有效控制该半径比，回转支承的承载能力和使用寿命仍达不到标准值，而这一点往往被忽视，但它却是影响回转支承性能的重要参数。
千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析
2023/09 总第571期CONSTRUCTION MACHINERY25近年来，随着国内风力发电、石油化工、核电装备的安装需求不断增多，对千吨级履带起重机的需求也越来越旺盛。
由于千吨级履带起重机体积大、重量重，整机转场运输困难。
相对于传统转盘轴承通过螺栓与起重机进行连接固定的方式，将多排圆柱滚子转盘轴承设计为快拆装结构，实现大型起重机拆解后分体转场运输，已变成一种新的技术方向。
然而，在千吨级履带起重机工作时，转盘轴承滚道及快拆装结构承受较大的轴向力和倾覆力矩。
目前国内对转盘轴承滚道的校核计算方法已比较成熟，但尚无直接适用于快拆装结构的校核计算方法。
为能够进行多排圆柱滚子转盘轴承快拆装结构的合理结构设计和参数选择，十分需要1种应用于该类转盘轴承快拆千吨级起重机用多排滚子组合转盘轴承快拆装结构的承载能力分析毛斐然¹，王高峰¹，李培培¹，漫恒源¹，曹 镇²（1 洛阳轴研科技有限公司，河南 洛阳 471039； 2 洛阳广通汽车有限公司，河南 洛阳 471000）［摘要］针对千吨级起重机所用快拆装多排圆柱滚子轴承的快拆装结构设计以及销轴选型，无法校核计算保证快拆装结构的安全使用，防止销轴损坏造成千吨级起重机在吊装作业时出现事故。
本文主要介绍多排圆柱滚子轴承的快拆装结构的校核计算方法，利用所建立的校核方法计算得出了销轴、底座以及支撑圈的结构强度安全系数，为判定多排圆柱滚子轴承的快拆装结构满足给定应用工况要求的程度提供了依据，以供生产制造厂家参考。
［关键词］多排滚子组合转盘轴承；快拆装结构；校核计算；结构强度安全系数［中图分类号］TH213［文献标识码］B［文章编号］1001-554X（2023）09-0025-03DOI: 10.14189/ki.cm1981.2023.09.031[收稿日期] 2023-02-14[基金项目] 国家重点研发计划：2020YFB2006802-02；大型掘进机主驱动轴承批量精密制造技术[通讯地址] 毛斐然，河南省洛阳市吉林路1号装结构的力学模型与校核计算方法及承载能力分析。
大型风电机组主轴轴承承载能力分析
大型风电机组主轴轴承承载能力分析于虹1,田振亚2,邹荔兵2(1 广东明阳龙源电力电子有限公司,广东中山528437;2 广东明阳风电产业集团有限公司风能研究院,广东中山528437)摘要:介绍了目前大型风力发电机组主轴轴承所承受的载荷工况,分析了主轴轴承的偏载情况、润滑和游隙对承载能力和寿命的影响,以及主轴轴承的振动对自身寿命的影响,提出了设计中需要注意的重点、改进意见和建议。
关键词:主轴轴承;偏载;润滑;游隙;轴承振动中图分类号:T H133 3 文献标志码:A 文章编号:1007 290X(2011)05 0039 02Analysis on Carrying Capacity of Main Shaft Bearing in Large Wind TurbinesY U Ho ng1,T I AN Z he n ya2,Z OU L i bing2(1.G uangdong M ingy ang L ong yuan P ow er Electr o nics Co.,L td.,Z h ongshan,G uangdo ng528437,China;2.W ind Pow er Resear ch Institute o f G uangdo ng M ingy ang W ind Pow er I ndustr ial G r oup Co.,L td.,Z hongshan,G uangdo ng528437, China)Abstract:T he pa per intr oduces cur rent load cases o f ma in shaf t bear ing in lar ge w ind turbine s,it analy zes im pact of unbala nce d lo ading,lubr ica tio n and clear ance o n bear ing ca pa city and lif e o f main shaft bear ing;it a lso expo unds im pa ct of main shaft bea ring vibrat io n on its life time and pr opo ses e ssentials,impro vem ents and sug gestio ns.Key words:m ain shaft bear ing;unba lanced loading;lubr icatio n;cle ar ance;bear ing vibr ation风力发电机组功率的不断增大带来风电机组体积和载荷的增加,这对风电机组的可靠性和安全性提出了更高的要求。
三排滚柱式大型转盘轴承的受力分析
（ １ ３ ）
ｃ
＿ Ｇ ｐ
（ ８ ）
Ｍ ： ×Ｎ。 ￣Ｉ ， Ｌ ｄ ｌ ＋ ×Ｎ
４ 结束 语
（ １ ４ ）
按照滚动轴承安全系数 ｆ 计算公式
鲁 ｆ ２ ＝ 等
（ 上接 第 ８页 ） ３ ． ２ ． ２ 磨 削速 度 的选 择
．
（ ９ ） 从而可以对 三排滚柱式大 型转盘轴承进行 安 ， 能推进三排滚柱式 大 （ １ ｏ ） 全校核。希望通过交流 型转盘轴承的设计和开发。
Ｎ Ｇ Ｍ＝ ×Ｋ Ｇ （ １ ２ ）
按照 线 接 触 的转 盘 轴 承 承 受 主 要 轴 向力 的滚 道上 的 当量轴 向负荷 计算 公式 。
对滚道 １
Ｃ ｄ １ ＝
对滚 道 ２
＋ Ｇ ｐ
（ ７ ）
Ｋ Ｈ× 对 于滚柱 式轴 承 Ｋ ＝１ ． ２ ６， 因此 ，
矩可达 ５ １ ０ ０ Ｋ Ｎ ． ｍ， 扭矩系数 为 ２ ． ２ ， 采用大扭 矩马达驱动。通过 ８个小齿轮 ， 与轴承的内齿 相啮合 ， 从而带动整个刀盘运转 。
２ 盾 构机 刀盘 系统 受力分 析
运输方式 ， 正越来越受到 大型城市 的关注。全 国３ ４个人 口过 百万 的城 市 ， 约有 ２ Ｏ个 城市 正
关 键词 ： 盾构 机 ； 三排滚 柱式 大 型转 盘轴 承 ； 受 力分析
Ｉ 前 言
时承受 轴 向力 、 径 向载 荷 以及 倾 覆 力矩 。设 计 寿命 达 １ ． ２万 小 时 以上 。盾 构机 主轴 的驱 动扭
随着近 年来 城 市化 程 度 的加 剧 ， 城 市 交 通 越 来越 拥 挤 。城 市 地 铁 作 为快 速 便 捷 的 公 共
滚针轴承在重载条件下的承载能力研究
滚针轴承在重载条件下的承载能力研究摘要：滚针轴承作为一种重要的机械元件，在各种工业领域中被广泛应用。
然而，在一些特殊情况下，滚针轴承需要承受重载条件，这对其承载能力提出了更高的要求。
本文通过实验研究和理论模型分析，探讨了滚针轴承在重载条件下的承载能力，并提出了一些优化改进的建议。
1. 引言滚针轴承是一种常见的轴承结构，其特点是由大量滚柱组成，在可实现较大负荷的同时保持较小的结构尺寸。
然而，在某些特殊情况下，如重载条件下，滚针轴承的承载能力可能会不足，从而导致运行故障或损坏。
因此，研究滚针轴承在重载条件下的承载能力具有重要的理论和实践意义。
2. 实验研究为了研究滚针轴承在重载条件下的承载能力，我们设计了一系列实验。
首先，我们选择了不同直径和长度的滚针轴承样品，并在实验台架上进行加载。
加载过程中，我们逐渐增加载荷并记录相关数据，如载荷值、滚针轴承的变形情况等。
通过实验数据的统计和分析，我们得出了滚针轴承在重载条件下的承载能力。
实验结果表明，在重载条件下，滚针轴承的承载能力明显下降。
当负载超过滚针轴承额定载荷时，轴承出现塑性变形现象，且变形量随负载的增加而增加。
此外，在实验过程中，我们还观察到滚针轴承出现震动、噪声和磨损等现象。
这些结果表明，在重载条件下，滚针轴承的承载能力存在局限性。
3. 理论模型分析为了更深入地理解滚针轴承在重载条件下的承载能力，我们构建了相应的理论模型。
该模型基于力学原理和材料力学等相关知识，考虑了滚针轴承的结构特点和加载条件，并运用了数值计算方法进行模拟。
通过模型分析，我们发现滚针轴承在重载条件下的承载能力受到多个因素的影响。
首先，滚针轴承的材料特性和表面处理对其承载能力具有重要影响。
一些高强度材料和特殊表面处理技术可以提高滚针轴承的承载能力。
其次，滚针轴承的结构参数和几何形状也对其承载能力产生影响。
增大滚柱的直径和长度可以提高承载能力，但也会增加轴承的摩擦和磨损。
4. 优化改进建议基于实验研究和理论模型分析的结果，我们提出以下几点优化改进建议，以提高滚针轴承在重载条件下的承载能力：（1）选择合适的材料：优选高强度和耐磨材料，如合金钢等，以提高轴承的承载能力和寿命。
回转转盘轴承承载计算实例详解
回转转盘轴承承载计算实例详解假设我们需要设计一个能够承受1000吨荷载的回转转盘，直径为10米。
我们将使用滚子转盘轴承来支撑和传递荷载。
下面是计算的详细步骤：第一步：确定所使用的轴承类型和参数根据设计要求，我们选择了滚子转盘轴承。
根据轴承的类型和尺寸，我们可以得到一些必要的参数，如滚子直径、滚子数量、接触角、滚子材料等信息。
第二步：计算滚子的等效负荷根据滚子的材料和几何参数，我们可以得到滚子的基本动态载荷额定值C。
然后，根据荷载特性，在垂直和水平方向上计算滚子的等效负荷。
对于水平方向上的荷载，我们需要考虑滚子对称排列的情况。
第三步：计算滚子转盘的等效负荷滚子转盘的等效负荷可以通过将滚子的等效负荷乘以滚子数量得到。
在纵向和横向方向上都要进行计算，以考虑荷载的不同作用方向。
第四步：根据滚子转盘的等效负荷计算负载接触应力根据滚子转盘的等效负荷和轴承的几何参数，可以计算滚子转盘的接触应力。
第五步：根据滚子转盘的接触应力判断轮廓变形情况根据滚子转盘的接触应力和材料弹性参数，可以计算出轮廓变形。
如果轮廓变形过大，会影响到传递荷载的能力和轴承的寿命。
第六步：根据回转转盘的尺寸和材料回转转盘的自身重量对轴承的承载能力也会造成一定的影响。
根据回转转盘的尺寸和材料密度，可以计算出其自身重量。
第七步：根据合成荷载计算轴承的等效动态负荷根据回转转盘的荷载和自身重量，可以计算出合成荷载。
根据荷载特性和标准系数，可以将合成荷载转化为等效动态负荷。
第八步：检查轴承的额定动态负荷是否满足要求根据轴承的额定动态负荷额定值和计算得到的等效动态负荷，可以判断轴承是否能够满足设计要求。
如果额定动态负荷大于等效动态负荷，则说明轴承能够满足要求。
总结：通过以上的步骤，我们可以根据回转转盘的设计要求和参数，计算出所使用的滚子转盘轴承的承载能力和使用寿命。
同时，我们还可以对轴承的安全性能进行评估和优化，以提高回转转盘的使用寿命和可靠性。
滚动轴承承载能力计算分析
滚动轴承承载能力计算分析目录1 分析基础 (1)1.1理论基础：Hertz弹性体接触理论 (1)1.2实验基础：许用接触应力 (2)2 承载分析 (3)2.1曲率计算 (3)2.2轴向承载 (4)2.3径向承载 (6)2.4倾覆承载能力 (10)2.5当量轴向力 (12)3静容量系数f0系数确定 (13)3.1许用接触应力 (13)3.2静容量系数 (14)4算例 (16)4.1基本参数 (16)4.2曲率计算 (16)4.3计算接触应力常数Cp值 (16)4.4计算许用接触应力 (16)4.5计算静容量系数f0值 (17)4.6静容量计算 (17)5简化（统一）计算法 (18)5.1简化公式 (18)5.2不同曲率比时的静容量系数值 (18)6 附录 (19)附表1：曲率函数F（ρ）有关的椭圆积分 (19)附表2：不同球数时的Jr值 (21)1 分析基础1.1 理论基础：Hertz 弹性体接触理论由Hertz 推导出的点接触弹性变形和接触应力计算基本公式：32113∑⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=ρμQm E a （1-1） 32113∑⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=ρνQm E b （1-2） abQ23max πσ=（1-3） Q Ea m e K )11()(25.12-=πδ （1-4） 式中 a ——接触椭圆长半轴 （mm ） b ——接触椭圆短半轴 （mm ） σmax ——最大接触应力（N/mm2）δ——弹性趋近量 （mm ）μ、ν——与曲率函数F （ρ）有关的椭圆积分，取值见附表1 E ——材料弹性模量（N/mm 2）m1——材料泊松比Q ——使两接触体压紧的法向载荷 （N ） ∑ρ——接触处主曲率之和 K(e)——第一类椭圆完全积分。
1.2 实验基础：许用接触应力Hertz 弹性接触理论不可能包括塑性变形，但在塑性变形区仍然引用Hertz 接触理论，并假定塑性变形b δ与滚动体直径D w 有关，即用b δ/D w 来表示塑性变形。
转盘轴承是一种能够承受较大轴向负荷
转盘轴承简介：转盘轴承是一种能够承受较大轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合负载的大型轴承.该类轴承一般都带有安装孔、润滑油孔、密封装置、内齿轮或外齿轮,因而能使主机结构紧凑,旋转方便,安装简便和维护容易.转盘轴承有无齿式、外齿式和内齿式的四点接触球轴承、双盘角接触推力球轴承、交叉圆柱滚子轴承、交叉圆锥滚滚子轴承和三排圆柱滚子组合轴承等多种结构型式.四点接触球轴承具有较高的静负荷能力,交叉圆柱滚子轴承具有较高的动负荷能力,交叉圆锥滚子轴承具有较大支撑刚性和较高回转精度.轧机轴承:四列圆柱滚子轴承和六列圆柱滚子轴承几乎全部用于轧钢机架的轧辊颈、滚筒和轧压机。
同其它滚子轴承相比，这些轴承的摩擦低。
由于这些轴承通常以过盈配合安装在轧辊颈上，特别适合轧钢速度高的轧钢机应用。
这些轴承的低横截面允许使用同轧辊直径相比相对较大的轧辊颈直径。
由于可装入非常多滚子，其径向载荷能力非常高。
多列圆柱滚子轴承只能承受径向载荷。
因此，这些轴承同深沟球轴承或角接触球轴承、或径向设计或止推设计的圆锥滚子轴承一起安装，由后者承受轴向载荷。
四列和六列圆锥滚子轴承为分离式设计，即带整体式法兰的轴承圈及滚子和保持架组件可同分离式轴承圈分开安装，或所有轴承部件均可分别安装。
这在相当程度上简化了轴承安装、维护和检查。
轴承内可承受一定限度的轴相对于轴承座的轴向位移。
四列圆柱滚子轴承带一个圆柱孔，一些尺寸的轴承还可带圆锥孔供应。
带圆锥孔的轴承可在安装过程中调整，以得到一定的径向内部游隙或确定的预载荷。
轧机轴承多用于冶金，采矿及其它轧机机架的轧辊颈、滚筒上所用的轴承。
通常采用圆柱滚子轴承承受径向载荷，深沟球轴承或角接触球轴承、或径向设计或止推设计的圆锥滚子轴承承受轴向载荷。
现大多采用油气润滑或油雾润滑的方式进行润滑冷却轴承。
滚针轴承的定义及由来;滚针轮廓面在近端面处稍微收缩。
滚针和滚道线接触修正的结果可滚针轴承避免产生有破坏性的边缘应力。
支承滚轮滚针轴承系厚壁外圈，经高温高氮淬火，高精密分选的滚子由高刚性外圈的挡边引导，利用线状接触，滚轮可以直接在滚道上轻松转动，并可以承受巨大的载荷。
回转支承承载能力的探析与提高
1 影响回转支承能力的因素
1.1 滚道的硬度
如果以 HRC55 的额定静容量当成 1，那么滚道的硬度与额
定静容量的关系如表 1。
表 1 滚道硬度分析
滚道硬度（HRC） 62 59 57 56 55 52 51
静容量
1.60 1.35 1.30 1.24 1 0.88 0.56
行 业 标 准 的 最 低 硬 度 是 HRC55，一 般 情 况 下，滚 道 淬 火
大型游乐设施回转支承载荷分析及选型
大型游乐设施回转支承载荷分析及选型摘要：随着经济发展和人民生活水平的提高，休闲娱乐成为民众的主要消费领域，为游乐设施的发展提供了强大的动力，同时游乐设施大多为高速运转且运动形式复杂多样，运行过程中与游客的生命安全息息相关。
游乐设施的运动形式主要有旋转运动、直线运动以及旋转和直线运动的复合运动。
其中旋转运动是游乐设备的主要运动形式，如转马、自控飞机和高空飞翔等，实现旋转运动的主要部件为回转支承。
中国的第一套回转支承诞生于1964年，回转支承被称为“机器的关节”，起到承上启下的作用。
由于球式回转支承精度高、而自身轻度偏低，对安装技术要求较高，广泛应用于游乐设施产品中，作为回转机构的主要零件，其安装的可靠性，关系着游乐设施的可靠性与安全性。
关键词：大型游乐设施；回转支承载荷分析；选型引言回转支承通常尺寸很大，类似于轴承，因此常被称作“大轴承”。
中国的第一套回转支承诞生于1964年，近40年来才逐步得到广泛应用。
回转支承被称为“机器的关节”，是两部件之间做相对旋转运动的重要传动部件，需承受相对运动过程中的轴向力、径向力及倾翻力矩。
回转机构作为游乐设施主要机构之一，也是工作最为频繁的机构，而回转支承作为回转机构的主要零件，其选型计算显得尤为关键，直接影响到回转机构的可靠性。
其中滚动轴承式回转支承广泛应用于各种游乐设施中，是关键的承载零部件，其承载能力的计算决定着回转支承的校核与选型。
回转支承结构形式1.1机构形式回转支承主要由外圈（有齿或无齿）、密封带、滚动体（滚球或滚柱）、隔离块和内圈（有齿或无齿）等组成。
根据外部结构，回转支承分为无齿式、外齿式和内齿式三种。
根据内部结构，可分四个系列：四点接触球回转支承、双排角接触球回转支承、交叉圆柱（圆锥）滚子回转支承和三排圆柱滚子组合回转支承。
其中单排四点接触球式回转支承由两个套圈组成，结构紧凑，重量轻，钢球与滚道四点接触，能同时承受轴向力，径向力和倾覆力矩，广泛应用于各种游乐设备。
探讨回转支承承载性能分析方法
探讨回转支承承载性能分析方法回转支承结构是重要的机械组成部件，利用滚动体结构和内外圈滚动接触进行力和运动的传递，并且能同时承受径向载荷作用、轴向载荷作用以及倾覆力矩的作用，也就是说，要研究回转支承承载性能就要对其接触问题进行直观研究，确保对高度非线性问题进行深入探讨。
1 回转支承承载性能的理论研究1.1 回转支承结构的特点由于回转支承结构是为满足不同工作需求的基础部件，整体构型结构比较多样化，但是主要为两大基本类型：一种是滚动球点接触；另一种是滚动柱线接触，研究人员要针对不同的类型进行优势和缺陷的综合分析。
主要特征是：第一，点接触式滚球运动灵活，回转支承回转阻力小；第二，点接触式对精度、刚性以及安装间隙要求低；第三，滚柱线接触面大于滚球点接触面积；第四，点接触滚道结构为曲面，难度要远超线接触加工措施。
其中比较典型的点接触式回转支承见图1所示：1.2 回转支承荷载分布在计算回转支承结构滚动体和滚道之间的接触应力以及变形情况时，研究人员要针对其荷载分布模型进行仿真分析，从而计算出有效数值，其中针对具体的计算方式，国内外提出了三种比较主流的研究假设：第一，若回转支承结构的内外圈均为刚体结构，则滚动体和滚道接触处会发生负载变形；第二，若是在加工过程中没有出现明显的误差，滚动体和滚道之间接触性较好，则不会出现轴向以及径向的间隙；第三，由于回转支承在实际运转过程中转速较低，所以在性能分析计算时无需考虑离心力。
2 回转支承承载性能研究方法在对回转支承承载性能进行研究的过程中，主要分为两种模式：一种是基于Hertz接触理论的解析算法；另一种是有限元数值算法。
两种算法需要研究人员进行研究机制的分析，并且针对不同算法的应用领域进行深入剖析。
2.1 基于Hertz接触理论的解析算法对于分析荷载分布以及工程中接触问题的研究人员来说，Hertz接触理论并不陌生，Hertz接触理论主要是针对物体在外载荷作用下的相互接触，对其产生的应力以及应力分布结构的一种科学理论。
三排滚柱式回转支承承载能力分析
垛机模块信息进行表达，为高速堆垛机可重构模块化快速设计系统研制奠定了基础。
参考文献[1] 汪鸣. 我国物流业走向产业发展的前台[N].经济日报，2014-11-1（7）.[2] 孙军艳，曹西京，孙军帅. 有轨巷道式堆垛机的动力学模型研究[J].噪声振动与控制，2007，4（2）：33-36. [3] 刘昌祺，金跃跃.仓储系统设施设备选择及设计[M].北京：机械工业出版社，2010.[4] 赵利平，董良，张蕊，等.高速堆垛机模态实验研究[J].物流技术，2008，27（7）：112-115.[5] 李向东.浅谈起重机现代化设计方法及其应用[J].起重运输机械，2008（2）:10-12[6] 李蓓智，陈祝平，张建梅. 先进制造技术[M].北京：高等教育出版社，2007.[7] 罗振璧，于学军，刘阶萍，等.可重构性和可重构设计理论[J].清华大学学报，2004(5)：577-580.[8] 米良，殷国富，王志宏,等.包装机械可重构模块化设计方法与研究展望[J].食品科技，2009，34（7）：78-81.[9] Giovannini A, Aubry A. Knowledge representation, retrievaland reuse for product family design:an anti-logicist approach [J]. Computers & Industrial Engineering, 2016 (101)：391-402.[10] Li Yang, Geng Xinyu. A novel knowledge representation mo-del based on factor state space[J]. Optik, 2016,127(5): 5 141-5 147.[11] 李原，陈刚，张开富，等.基于分解树的复杂产品装配实例表示方法[J].西北工业大学学报，2005，23（8）：500-502.作者：王鹰电子邮箱：121132262@收稿日期：2017-07-14三排滚柱式回转支承承载能力分析刘艳群 刘 军 张卫红 谢世广酒泉卫星发射中心 兰州 732750摘 要：可通过对三排滚柱式回转支承的受力分析，分别计算了各运行条件下机构所受的轴向力和倾覆力矩，对其承载能力进行验证,且根据滚动体不同载荷状态，计算回转支承上滚道及下滚道的静态安全系数，并与许用安全系数进行对比。
回转支承承载能力
影响回转支承承载能力的四个参数回转支承的失效形式有两种，一是滚道损坏，二是断齿，而滚道损坏占的比例达98%以上，因此我们说，滚道质量是回转支承质量的核心问题，影响回转支承滚道质量的因素较多，其中滚道淬火硬度、淬硬层深度、滚道曲率半径和接触角无疑是最重要的四个影响因素，它们以不同的方式影响着滚道质量，并决定了回转支承的承载能力和使用寿命。
•滚道硬度回转支承滚道淬火硬度对其额定静容量影响较大，如以HRC55时额定静容量为标准1，则滚道硬度与额定静容量有下列对应关系：标准规定的最低硬度为HRC55，通常实际平均淬火硬度在HRC57左右，因此绝大多数回转支承实际承载能力均高于按HRC55计算的理论值。
从上表也可看出当硬度低于HRC53时，即使留有1.2的安全系数，使用也不安全了，特别当硬度只有HRC50时，1.7倍的安全系数也形同虚设，非常危险。
硬度不够极易造成回转支承失效，从滚道表面点蚀开始到坍塌结束。
•滚道淬硬层深度滚道淬硬层深度目前尚无无损检测的方法，主要靠工艺和装备来保证，必要的淬硬层深度是回转支承滚道不产生剥落的保证。
当回转支承受外负荷作用时，钢球与滚道的点接触就变成了面接触，是一个长半轴为a，短半轴为b的椭圆面，滚道除受压应力外，还受到剪切应力作用，最大剪切应力发生在表面下0.47a深处，因此滚道淬硬层深度须大于0.47a（一般取0.6a），这也是标准中根据钢球直径大小，而不是根据回转支承直径大小来规定淬硬层深度的原因，同时给出了具体最小保证值。
深度不够又会对回转支承的承载能力产生什么样的影响呢？它定量化的描述是：额定静容量CO与淬硬层深度H0.908成正比，由此可计算出，将要求为4mm的淬硬层深度只淬到2.5mm，那么CO将由1降至0.65，由此而产生的回转支承失效形式为滚道剥落，即使采取焊补措施也无济于事。
•滚道曲率半径这里的滚道曲率半径是指滚道在垂直剖面内的曲率半径，它与钢球半径的比值t（一般为1.04~1.08）的大小也显著影响着回转支承的额定静容量和动容量（寿命Lh），设t=1.04时为额定静容量和寿命均为1，则有下列对比关系：从表中可看出半径比越大额定静容量越低，使用寿命越短，即使滚道热处理硬度和淬硬层深度都符合标准要求，而不能有效控制该半径比，回转支承的承载能力和使用寿命仍达不到标准值，而这一点往往被忽视，但它却是影响回转支承性能的重要参数。
三排滚子转盘轴承承载能力分析和寿命计算
三排滚子转盘轴承承载能力分析和寿命计算摘要多排滚柱式回转支撑，能够承受较大的倾覆力矩，是回转支承中承载能力最大的一种。
多排滚柱式回转支承特别适用于承受大载荷、大冲击工况条件下运行的重型机械，而三排滚柱式回转支承是其中最具典型的结构形式，因此对三排滚子转盘轴承的研究具有一定的现实意义和社会效益。
以Hertz接触理论为基础，结合三排滚子转盘轴承的特殊结构，推导出计算三排滚子转盘轴承接触强度校核的有关理论公式，并绘制了静、动承载能力曲线。
然后，用Lundberg-Palmgren寿命理论，推导计算三排滚子转盘轴承的疲劳寿命。
通过以上的分析计算可为轴承的选型和设计提供理论基础。
通过以上分析推导的公式，建立数值求解模型，用Matlab编程语言进行计算求解，解出三排滚子转盘轴承的最大承受载荷和寿命，进而绘制承载能力曲线。
之后，再用ANSYS有限元，建立简单的模型进行形变和应力的分析。
关键词：三排滚子转盘轴承，承载能力，疲劳寿命，经典数值分析，ANSYS有限元分析。
CARRYING CAPACITY ANALYSIS AND LIFETIME CALCULATIONS OF THREE-ROWROLLER SLEWING BEARINGSABSTRACTIn slewing bearings, the multi-row roller slewing bearings has the most load carrying capacity, which can withstand large overturning moment. The multi-row roller slewing bearings is especially suitable for heavy machinery which withstand large loads or impact of working conditions under running. However, three-row roller slewing bearings is one of the most typical form in the structure of multi-row roller slewing bearings. So, it has a certain practical significanc e and social benefits for studing three-row roller slewing bearings.It can deduce to the theoretical formula that used to calculating contact strength check of the three-row roller slewing bearings and can draw static and dynamic carrying capacity curves,based on the Hertz contact theory and combined with the special structure of the three-row roller slewing bearings. Then, using the lifetime expectancy theory of Lundberg-Palmgren to derived and calculate the fatigue lifetime of the three-row roller slewing bearings. It can provide a theoretical basis for bearing type selection and design by the above anal ysis and calculations.Through the formula which anal ysis and derive above,we can build the numerical solution model. Computing f or Matlab programming language, solve three-row roller slewing bearings maximum load carrying and lifetime, and then draw the carrying capacity curve. After then, build a simple model by the ANSYS finite element to deformation and stress analysis.KEY WORDS:three-row roller slewing bearings, carrying capacity, fatigue lifetime, Classical numerical analysis, ANSYS finite element analysis.目录前言 (1)第1章绪论 (2)§1.1研究对象 (2)§1.1.1研究对象及特点 (2)§1.1.2国内外对比 (3)§1.2研究的意义 (3)第2章静承载能力分析 (4)§2.1负荷和变形 (4)§2.1.1负荷与弹性变形 (4)§2.2 接触应力和变形计算 (5)§2.2.1赫兹弹性理论的基本假设 (5)§2.2.2计算公式 (5)§2.3平衡方程 (6)§2.3.1静态平衡方程的建立 (6)§2.3.2力平衡方程 (6)§2.3.3力矩平衡方程 (8)§2.4承载曲线的绘制 (8)§2.4.1分析计算过程 (8)§2.4.2静承载曲线的绘制 (11)第3章额定寿命和动态承载能力的计算 (13)§3.1理论公式的推导 (13)§3.1.1额定滚动体负荷计算 (13)§3.1.2当量滚动体负荷计算 (13)§3.1.3单个套圈额定寿命计算 (13)§3.2多排滚子的合成寿命计算 (15)§3.3动承载能力曲线的绘制 (15)§3.4动静承载能力合成曲线 (17)第4章承载能力的有限元分析 (18)§4.1有限元模型的确定 (18)§4.2 承载能力的有限元求解 (18)§4.2.1 求解步骤 (18)§4.2.2 网格划分过程 (19)§4.2.3 求解和分析 (20)§4.3 求解之后的结论 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)附录 (26)§1.1求转盘轴承滚子参数的主函数 (26)§1.2求转盘轴承参数的子函数 (30)§1.3求转盘轴承寿命的主函数 (33)§1.4求转盘轴承寿命的子函数 (35)前言由于现在对转盘轴承的研究只限制在四点接触转盘轴承上，对三排滚子转盘轴承的研究很少，多排滚柱式回转支承与球式回转支承相比特别适用于承受大载荷、大冲击工况条件下运行的重型机械，而三排滚柱式回转支承是其中最具典型的结构形式，因此对三排滚子转盘轴承的研究具有一定的现实意义和社会效益。
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６一＝１６一ＲＥ ２］∽
（７）
艿。（ｒ）＝警ａ（＝２（Ⅱ警２一）“，３２），ｏ＜ｒ
（８） ｓ口（９）
式中，尸－＿一为施加的法向载荷； ＰＤ——为最大接触应力； ａ——为接触圆的半径；
Ｐ（ｒ）——为接触应力分布函数５
尺——为等效相对曲率半径，百１ ２百１＋万１ ５
Ｅ’～为等效弹性模量古＝半＋半。
经计算可得：６一＝５．０２斗ｍ，６。（ｒ＝０）＝４．６５ｐ。ｍ。 ２．１．２有限元求解
径向载荷 轴向载荷 倾覆力矩
Ｆｒ
几
肘
１２５ｋＮ
２０００ ２０００ｋＮ
ｋＮ·ｒｎｍ
２．２．１倾覆力矩的计算
利用前面推导出的公式（６）和利用Ｖｃ开发的相关求解
软件，求解得到该轴承受倾覆力矩影响最大部份的相应结果 如表三所示。
（ＫＥＹ０ｍ）设置原则。最后，以某风电变浆回转轴承为例，
将推导公式的计算结果和径向、轴向力综合起来，利用参数 化设计语言（ＡＰＤＬ）建立有限元模型，对该风电轴承的静载 荷承载性能进行分析计算。
１ 倾覆力矩对回转轴承作用解析公式的 推导
回转轴承的实际接触角对其承载性能的影响较大口Ｊ，而 普通轴承受倾覆力矩较小，因此关于轴承受倾覆力矩影响的 研究较少，文献［１０］仅仅对初始接触角为Ｏ。这一特殊情况 下，球轴承受弯矩作用的解析公式进行了推导，但是对于回 转轴承其倾覆力矩是所受的主要载荷，因此有必要推导弯矩 对带初始接触角的轴承作用的解析公式。
５．０６９ ４．９４０ ５．０２２ ４．８９４ ４．９５０ ４．８２ｌ
５．０５６ ４．９２９ ４．９８５ ４．８５７ ４．９６１ ４．８３２
５．０８７ ４．９５９ ５．０３５ ４．９０７ ５．Ｏｌｌ ４．８８３
综合考虑，最终在进行轴承面一面接触分析时取ＦＫＮ＝１．０， 接触区单元的尺寸大小约为理论接触圆半径的４０％。
万方数据
第２期
郑兰疆等：大型回转轴承的承载性能分析
８３
，
＼
Ｑ’－
慧
／一
娴＼斗 ｛
＼＼ 。
燃 ’＼～
占。：ｃ缉
（３）
Ｄ０
故Ｑ＝。｝（鲁）彳，其中ｃ可直接利用文献［１０］的计算方法。
现将钢球．『与内外圈接触面的法向变形分为内圈和外圈两部 分，两者之和为＆，则由图２可得：
乒堪（警）２瑙岛＝（ｓ’ 骘ｃ一产．ｓ）ｃ＝ｃｏｓ（…舻ｓｃ
（２）
其中哟：等×砌＝ｌ’２，．．．，ｚ）；
ＳＧ＝（坑一１）Ｄ，；
接触区法向的载荷ｐ与变形占。的关系为ｎ０１：
式中，Ｄ，为滚球中心圆直径５ Ｄ，为滚球直径； Ｓ。为内、外圈沟道曲率中心间距。 厶为等效曲率同滚球直径之比，为厶＝＠＋Ｚ）／２； 方程（６）比较复杂，需要进行多次迭代对其进行求解，因
此作者采用ＶＣ开发了相应的求解软件。
如图（１）所示，弯矩作用下内外圈的相对倾斜角为０，考 虑一般性，位置角为妒，处的钢球Ｊ的位移艿。为：
Ｄｐ。
。芎犰０８竹
假设其初始接触角为卢，如图２，外圈滚道中心为Ｏ。，变形前 的内圈滚道中心为Ｏ；，变形后内圈滚道中心变为Ｏ。，易知 ／＿ＯｉＯ。Ｏ。＋卢是钢球受弯矩影响后的接触角，引入余弦定 理，可得
万方数据
机械设计与研究
第２４卷
２．Ｉ．Ｉ非协调固体接触的Ｈｅｒｔｚ方法 考虑两个旋转体相接触的情况，其几何条件及材料特性
如下：上球体的半径为Ｒ。＝２５ｒａｍ，弹性模量曰。＝２００ＧＰａ，泊 松比Ｋ＝０．２６９；下球体的半径Ｒ２＝３５ｍｍ，弹性模量Ｅ２＝ ２０７ＧＰａ，泊松比％＝Ｏ．３，所受载荷Ｐ＝２００Ｎ。在载荷Ｐ作用 下的Ｈｅｒｔｚ解基本公式如下Ｄ４］：
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ，ｃｏｎｔａｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｒｉｄｄｉｎｇ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌ机器部件，被广泛 运用于诸如坦克、起重机和风电变浆等大型机械装置中，其 设计标准是保证其静载荷的承载能力¨－３］。近些年来，国外 已有较多学者致力于回转轴承的研究工作【１ｑ Ｊ，取得一定的 成果。国内对回转轴承的研究主要集中在基于经验公式的 数值计算Ｈ。Ｊ，这样导致许多设计为了满足预定的要求，就 不得不大大增加设计的安全系数，从而造成了材料的浪费和 装置的笨重，同时也增加了产品的成本。国外，有限元法 （Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）已成为轴承设计过程中必不可少的 重要环节，文献［８，９］都利用有限元分析软件对标准轴承进 行了分析计算，获得了相当理想的结果。但是，回转轴承不 同于普通轴承，它同时承受径向力、轴向力和倾覆力矩的作 用，且其尺寸很大，这将给利用有限元分析软件直接进行其 整体分析计算带来如下困难：①模型较大，滚动体数量较多， 网格划分时将产生大量的单元，对机器的硬件提出了较高要 求。②大量的接触对单元给非线性计算的收敛性带来了困 难。③同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩的作用，在有限 元分析软件中同时将这些载荷进行加载并不能准确的控制 载荷的方向。
关键词：回转轴承；接触分析；网格；有限元分析
中图分类号：ＴＨｌ３３．３３ ０３４３．３
文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｌｏａｄ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｆｏｒ Ｓｌｅｗｉｎｇ Ｂｅａｒｉｎｇ
ＺＨＥＮＧ Ｌａｎ－ｊｉａｎｇ，ＬＩ Ｙａｎ， ＺＨＡＯ Ｗｕ， ＹＡＮＧ Ｐｉ—ｚｈｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）
（√·＋（警）２一掣一（９０例一，）２× 对值。 肘＝骞鸭＝砉１｛（ｓｉ印＋堡掣）
，＝ｌ
，＝
Ｌ、
二＾）ｃ
７
葺√·—＋—（警』），２主狐一一三１掣、呈竺ｃ丛ｏ—ｓ（９—０ｗ一，， ＩＪ（、１６）
（ａ）变形前
（ｂ）变形后
▲图２滚球的位移与变形
町叩可Ｓｃ １—＋（２ｓ。—ｆｓＳｉ唯Ｇ＋／２生Ｓｏ—／１６Ｘｌｃ—。嘞２Ｓｃ菰／蒜
万方数据
▲图５单元尺寸和ＦＫＮ与６ｌ（ｒ－－ｏ）的关系 ２．２大型回转轴承分析实例
现对某公司风电变浆回转轴承的承载性能进行有限元 分析，其基本参数如表二中所示。利用空间力系的相关知 识，将叶片上的风力经计算后等效为作用在内圈上的径向 力、轴向力和倾覆力矩。
第２期
郑兰疆等：大型回转轴承的承载性能分析
４．８４４ ４．７１６ ４．６９６ ４．５６６ ４．６２３ ４．４９６
５．０７４ ５．０８４ ４．９４７ ４．９５５ ４．９７８ ４．９７ｌ ４．８５１ ４．８４２ ４．９２２ ４．９２ｌ ４．７９５ ４．７９２
５．０３５ ４．９０７ ４．９６４ ４．８３７ ４．９３３ ４．８０５
５．０４４ ４．９上６ ４．晰难 ４．８３７ ４．９２８ ４．８００
０．３３３ ７．Ｒ５３ ７．７２５
表１有限元计算结果
０．２５
Ｏ．２
Ｏ．１６７
７．３７０ ７．１４９ ６．８１６ ７．２４２ ７．０２２ ６．６８６
０．１４２ ６．６１３ ６．４８５
０．１２５ ６．４６２ ６．３３３
０．１ ６．２１３ ６．０８４
０．０９ｌ ６．１３９ ６．０１０
０．０７８ ６．０１０ ５．８８０
第２４卷第２期 ２００８年４月
机械设计与研究
Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｖ０１．２４ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．，２００８
文章编号：１００６－２３４３（２００８）０２－０８２－０５
大型回转轴承的承载性能分析
郑兰疆。李彦。 赵武杨丕珠 （四川大学制造科学与工程学院，成都 ６１００６５，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｌｊｋｏｂｅ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ）
▲图４单元尺寸和ＦＫＮ与６一的关系
根据表ｌ可知对于８一和各网格尺寸大小以及ＦＫＮ设 置的关系，图４是其三维折线图，对于变形盈（ｒ＝０）如图５ 所示：
对数据进行分析可得，虽然越小的ＥＫＮ在求解时候的 收敛性较好，但是ＦＫＮ的值越小要得到准确结果需要的网 格的尺寸要小的多，这将耗费大量的计算时间和资源。因此
ＦＫＮ＝ １．Ｏ
ＦＩ旺＝ １．５
Ｆ●（Ｎ＝ ２．Ｏ
谚。 １．８１７
４‘，．－ｏ） Ｌ ６８７
ｋ １．６７２
４《ｒ－０） １．５４２
钆 １．６００
圬（，·０） １．４７０
４．０２０ ３．９００ ３．７７９ ３．６４９ ３．６ｌｌ ３．４８ｌ
４．７７３ ４．６４６ ４．６４３ ４．５１６ ４．５８６ ４．４５９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｆｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｈｅｒｔｚ，ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｌｅｗｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ａ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｆｏｒ－ ｍｕｌａ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｌｕｅｎｃｅ ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｓｔａｄｉｅｄ ｔｈｅ ｍｅｓｈ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｏｎ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｋｅｙｏｐｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ（ＦＥＡ）ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｂｅａｒ－ ｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ａ ｃｏｎｃｒｅｔｅ“ｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｂｅａｒｉｎｇ．ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ａｎｄ ｔｈｅ ＦＥＡ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎａｌｙｔｉｎｇ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｏｍｅｎｔ，ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｂａｌｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．
２大型回转轴承承载性能有限元分析
通过上面推导出的公式可以很好的处理倾覆力矩，为以 后进行的有限元计算提供必需的数据，在此基础上结合有限 元软件对回转轴承的承载性能进行分析。 ２．１有限元软件在求解面一面接触时网格的划分标准