基于有限元法的高速混合陶瓷球轴承保持架振动分析

发布时间：2018-04-19 06:00

  本文选题：混合陶瓷球轴承 + 保持架振动　； 参考：《天津大学》2012年硕士论文

【摘要】：本文针对混合陶瓷球轴承不同于传统钢制轴承的材料特性,在高速运转工况下保持架的振动进行了介绍,并从静力学、拟动力学、动力学以及仿真和实验分析等方面对当前的研究现状进行描述。针对本文所选用的深沟球轴承6312,参考Meeks等理论专著,编写了相应的动力学方程,同时在本课题组已有对混合陶瓷球轴承有限元仿真分析数年的研究基础上,对所选轴承进行了有限元建模和动态仿真,主要研究了不同几何参数、径向载荷、径向游隙、转速下对保持架振动的影响。 本文首先建立了混合陶瓷球轴承6312的有限元分析模型,由于动态仿真对系统资源的大需求量和计算时间的要求,合理的简化至关重要,通过对模型的刚柔划分和对网格的调整,尽可能的减少计算成本,并达到所需计算精度;其次对轴承本身进行了受力分析,并以此为基础建立了简化的动力学方程,以经典赫兹接触理论的计算结果与有限元模型第一步静态接触所得结果进行对比,首先验证了该仿真模型的静态接触准确性;其次以动力学方程计算所得保持架转速和碰撞力对有限元模型的动态仿真进行对比,验证了该模型动态仿真的正确性,为后续仿真分析试验打下基础。 在验证了有限元模型的正确性后,本文主要探讨了游隙比(径向游隙和兜孔间隙)对保持架高速运转工况下振动和稳定性的影响,结果显示,小于等于一的游隙比有利于保持架高速运转工况下的稳定性,其中,引导间隙对保持架的影响无论在稳定性还是在振动分贝值方面均占主导地位,且存在一个最佳的取值范围;同时分析了径向游隙、径向载荷、转速等几何和工况条件对保持架高速运转稳定性的影响,其中,径向游隙的存在对保持架稳定性的不利影响较大,然而一个相对微小的径向游隙却可以相对的减少振动分贝值;径向载荷的选取也会十分明显的影响保持架的稳定性,在许用范围内,重载和轻载均不利于其稳定运行,但影响并不大;在客观允许的前提下,尽量高的转速不仅更有利于保持架稳定,同时也可以最大限度的发挥其潜力。
[Abstract]:According to the material characteristics of hybrid ceramic ball bearings different from those of traditional steel bearings , this paper describes the vibration of cage under high - speed operating conditions . Based on the theory of statics , quasi - dynamics , dynamics and simulation and experimental analysis , a corresponding dynamic equation is written . At the same time , the finite element modeling and dynamic simulation of the selected bearing are carried out on the basis of finite element simulation analysis of hybrid ceramic ball bearings .

Firstly , the finite element analysis model of the hybrid ceramic ball bearing 6312 is established , and the reasonable simplification is of great importance due to the requirement of dynamic simulation on the large demand and calculation time of the system resources . By the rigid and flexible division of the model and the adjustment of the grid , the calculation cost can be reduced as much as possible , and the dynamic equation of the simulation model is established . Secondly , the dynamic simulation of the finite element model is compared with the dynamic equation , and the correctness of the dynamic simulation of the model is verified , and the foundation is laid down for the subsequent simulation analysis test .

After verifying the correctness of finite element model , this paper mainly discusses the influence of clearance ratio ( radial play and pocket gap ) on the vibration and stability of cage at high speed .

【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：1771864