宝石轴承结构优选设计与储能飞轮本体强度分析

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1、一宝石轴承结构优选设计与储能飞轮本体强度分析摘要宝石轴承因其结构简单、寿命高、成本低等优点而广泛应用于仪器仪表行业。本课题研究的枢轴宝石轴承用于高速离心机的下支承点。因枢轴不允许频繁更换的工作要求，如何改善轴与轴承的工作状态，提高其寿命便成为迫切需要解决的针对传统的宝石轴承结构中的磨粒二次磨损问题，本文提出了球头半径大于球座半径的改进方案。但这种结构也带来了应力集中的新问题。针对这一新问题，在此基础上，再对球头进一步改进，演化为双弧面结构。另外，本课题中还研究了椭球的球头形状。利用有限元法，采用大型通用有限元分析软件ANSYS计算上述结构的宝石轴承的接触应力，用合理的边界条

2、件描述枢轴的工作状态，并以一定的步长变化球头的尺寸，得到不同尺寸配合下的应力曲线，分析得出，双弧面结构能大大减储能飞轮作为一种简易而高效的辅助动力源，因其可以很方便地回收和释放能量而成为能量存储转换的新技术，在交通运载工具上得到越来越广泛的利用。飞轮转子和主轴之间采用过盈配合。为保证飞轮在高速旋转状态不致于松脱，装配后的应力值又在许用范围之内，就要确定一合理的过盈量。由于飞轮转速很高，我们需要校验飞轮的强度是否符合要求，轮体是否产生断裂。本课题根据弹性力学相关知识，计算飞轮高速旋转状态下符合要求的过盈量，其次，在ANSYS分析软件中建立模型，施加合理的边界条件，计算飞轮工作

3、时的各向应力大小，校核飞轮的强度，得出飞轮转子仍处于线弹性范围：，珠发宝石轴承以及储能飞轮的研究在国内还属于比较新兴的科学，在理论和性能研究方面的工作还比较少，在深度和广度上都有再继续研究的必要。因此，根据本课题目前的研究现状，本文最后提出了今后可考虑的几个主要研究方向。【关键词】：宝石轴承、结构优选、接触应力、飞轮储能、过盈配合、有限元法DesignandOptimizationofStructureofJewelBearingandAnalysisofIntensityofFlywheelAbstractJewelbearingiswidelyusedasthesupp

4、ortininstrumentsbecauseofitssimplestructure，durabilityandlowcost．Thebearingresearchedinthisarticleisusedasthelowersupportofhighspeedcentrifuger．Thebearingcan’tbechangedfrequently,SO，it'simportanttoimproveitsworkconditionandlengthenitsuselifeThestructureofjewelbearingbeforehasseriousdisadva

5、ntagesintheviewoftribology．Tosolvethisproblem，anewtypeofstructureWasputout，inwhichtheradiusofaxispinisbiggerthanthatofbearing．So，thecenterspacebetweentheaxisandthebearingcanholdthepowderproducedbywearandtealHowever,thiskindofstructurehasnewproblem，centralizedstress．Tosolvethisproblem，anoth

6、erarcinthepinWasdesigned，SOtheaxiscontainstwoarces．AndfurthermoreaeilipsoidalstructureWasalsoanalyzedinthisarticle．Thestructuraloptimizationofjewelbearinghasbeencarriedbytheaidoffiniteelementmethod．Indetail，thereasonableboundaryconditionWasaddedtosimulat，theactualconditionofthejewelbearing

7、．thevariationofcontactstresswiththedimensionofthebearingWasgotten，andthentheidealmatingdimensionofthepinandbearingWasselected．Asasimpleandhigh。efficiencyenergysource，flywheelenergyStorageiswidelyusedinvehicles．Itcanreleaseandstoreenergyconveniently．Thiskindoff