回转支承承载性能分析方法探微

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1、回转支承承载性能分析方法探微　　摘要：随着经济的进步和社会的发展，重工业设备的主机结构在不断完善，回转支承作为其中重要的元件，其设计方式和性能情况受到了社会各界的关注，需利用更加行之有效的检测机制保证回转支承结构的优化运转。文章针对研究回转支承承载性能的理论研究方法进行了分析，并且以高强度螺栓解析法为例阐释了研究过程的计算仿真模型。　　关键词：回转支承结构；承载性能；分析方法；重工业设备；主机结构；高强度螺栓文献标识码：A　　中图分类号：TH133文章编号：1009-2374（2016）30-0085-02DO

2、I：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.041　　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5　　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

3、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

4、，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

5、理论的解析算法5　　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。尤其是在轴承设计过程中，研究人员能利用Hertz接触理论对滚子和滚道之间的应力分布进行优化建模。并且在后人的研究过程中，还在Hertz接触理论的基础上对弹性体线接触问题的特征进行了研究，着重分析了线接触弹性变形的推导公式，实现了理论的完善和进步。　　2.2有限元数值算法　　在高速数字电子计算机领域，研究人员主要利

6、用有限元数值算法进行数理方程的求解，在利用变分原理的基础上将分析问题转化成代数算法问题，成为解决工程问题的重要计算工具。在有限元计算方式运行的过程中，主要是利用连续的求解域离散化，并且按照不同的链接方式进行有效的数字组合，将复杂的求解域简单化以及模型化。与此同时，有限元数值算法还有计算分析软件作为系统支撑，能保证对接触分布情况建立有效的模型。　　另外，在实际研究回转支承结构性能的时候，研究人员要根据回转支承刚度分析法对其弹性形变进行研究，主要是将回转支承的滚圈直接视为刚体。也可以用ANSYS接触分析法进行数据的

7、计算，其中比较主要的分析模块就是三种接触方式，分别为“点对点”“点对面”“面对面”，由于每一种接触方式都处于不同的接触单元，就需要研究人员针对不同的单元类型进行接触，并对其进行有效识别。因此，在本文中，开始对使用的高强螺栓计算法对回转支承性能进行分析，使相关学者能遵循该方法使用的相关标准以及行为规范，从而促进其研究的效率性发展。　　3回转支承用高强度螺栓解析法进行性能分析　　本文针对回转支承结构使用高强度螺栓解析法进行性能分析，在分析过程中主要是对螺栓的刚度、强度进行分析，并且利用一个实例进行数值的计算，从而得

8、出基本的性能分析结构。　　3.1利用解析法进行回转支承螺栓刚度性能分析5　　在螺栓结构运行过程中，由于荷载偏移，就会导致螺栓结构既要承受来自拉力的作用，也要承受来自弯矩的作用，要对其数值进行计算就要对外载荷作用的总拉力进行计算，从而利用公式以及进行螺栓刚度的计算。　　3.2利用解析法进行回转支承螺栓强度性能分析　　基于回转支承螺栓在实际运作过程中会受到交变载荷的作用力，若是螺栓内径所处