特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选择

特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选择

一、特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取(论文文献综述)

孙海强[1](2016)在《旋转尾管悬挂器轴承动态接触及摩擦热数值模拟》文中提出采用旋转尾管悬挂器固井工艺可以解决超深井、大位移井等复杂井固井难的问题,利用旋转尾管固井是通过尾管的旋转,使尾管下放难度降低,同时使水泥顶替效率提高,这在石油钻探领域有重要应用价值。该设备的核心零件是止推轴承,该止推轴承在一定的受力面积下,要承受上百吨的载荷,属于低速重载轴承,同时,还有井下高温泥浆、硫化氢等腐蚀性气体的作用,工况十分复杂。基于旋转尾管悬挂器轴承复杂的工况特点,本论文对该型轴承的动态接触特性以及摩擦热进行了数值模拟研究。本论文首先分析了旋转尾管悬挂器轴承的结构特点,采用大型显示非线性动力学分析软件ANSYS-LSDYNA,建立该型轴承动态接触简化分析模型,对轴承的运行状态进行仿真,分析了弹性材料和弹塑性材料两种材料模型下轴承滚子的动态接触应力应变情况。仿真结果表明,在弹性材料模型下,滚子小端应力明显大于滚子大端应力,这符合赫兹接触应力分布的一般规律;在弹塑性材料模型下,同弹性材料相比,滚子与轴圈接触部位应力分布比较均匀,同座圈接触部分有应力集中现象。旋转尾管悬挂器轴承属于低速重载轴承,在滚子与滚道接触变形区会产生差动滑动,进而会产生摩擦。本文在ANSYS-Workbench软件中建立该型轴承摩擦热简化分析模型,对承载接触区的摩擦热进行仿真,并与无摩擦功存在时轴承的温度场进行对比,研究摩擦热对温度场的影响,通过热机耦合分析,研究摩擦热对轴承接触应力的影响,并与无摩擦功存在时接触应力进行比较,仿真结果表明,摩擦功的存在对轴承温度场的影响不可忽略,可使得滚子与滚道接触区最高温度升高近30摄氏度;摩擦功的存在可使接触应力和应变增加,但增加幅度不大,无显着影响。本文采用数值模拟技术,从动载荷、摩擦热以及不同的材料模型等角度出发,分析上述因素对旋转尾管悬挂器轴承接触应力等的影响。这对缩短旋转尾管悬挂器轴承的开发周期,提高该型轴承设计寿命有重要意义。

郑涛[2](2016)在《接触网绝缘子水冲洗装置的机构及伸缩臂分析与优化》文中指出电气化铁路接触网是铁路列车获取电力的媒介,它能否正常工作直接关系着电气化铁路能否正常运营。资料显示:我国电气化铁路运营故障中很大一部分是因接触网故障造成的,而大部分接触网事故是因绝缘子发生污闪造成的,因此及时对绝缘子进行维护可有效防止电气化铁路运营故障。目前我国大多采用人工或者半人工半机械的方式开展接触网绝缘子维护工作,该方式劳动强度大,清洗效率低,已不满足我国电气化铁路快速发展的要求。基于上述原因,文章提出了一种新型电气化铁路接触网绝缘子冲洗设备,利用液压动力机械臂代替工人手臂控制冲洗喷枪,实现机械冲洗,真正解放了工人的双手,降低了工作强度,提升了工作效率。通过研究,完成了以下内容:(1)确定冲洗设备总体结构,设备主要由平板车、冲洗装置、水罐、控制室、水压系统等组成。(2)利用MATLAB对运输状态下的冲洗装置进行机构优化。优化后液压缸1、2的受力和减少357N,较优化前降低12.0%。(3)利用ANSYS Workbench对冲洗装置进行静、动态分析。静态分析表明伸缩臂最大应力是115.8MPa,低于材料许用应力259.4MPa,总变形量是0.79mm,与参照的汽车起重机伸缩臂临界总变形量f=43.00mm相比,伸缩臂总变形量小,结构存在一定的轻量化设计空间。动态分析结果表明冲洗装置具有良好的动态性能,结构合理。(4)利用ANSYS Workbench对冲洗装置伸缩臂进行优化设计,优化后伸缩臂质量减少26.2kg,较优化前减少26.9%。(5)利用ANSYS Workbench对优化后的冲洗装置进行静、动态分析。静态分析结果表明伸缩臂最大应力由115.8MPa增加到153.4MPa,但小于材料许用应力259.4MPa,最大变形量由0.79mm增加到1.15mm,与参照的汽车起重机伸缩臂临界总变形量f=43.00mm相比,伸缩臂总变形量小。模态分析结果表明冲洗装置具有良好的动态性能,结构合理。因此轻量化设计结果满足结构静、动态特性要求,优化结果可行。

孙建立[3](2012)在《弯管内外表面数控铣削试验与内表面加工装置设计》文中研究说明弯管作为核电、石油天然气、化工等领域中的油、气、液等的输送工具,发挥着重要作用。例如核电站中的主管道是连接蒸汽发生器与反应堆压力容器的大型厚壁弯管,其质量的好坏关系整个核电站的安全。弯管表面质量是决定其整体质量的重要因素,弯管表面加工的难点在于,传统设备加工时会有加工干涉,表面质量一致性差等问题。多轴数控加工技术在复杂曲面的加工方面有巨大优势,能有效解决加工干涉,增加刀具切削稳定性,提高加工表面质量。所以开展针对不同类型弯管利用多轴数控加工技术加工弯管内外表面以及研发高效优质经济专用设备的研究,具有重要理论意义和应用价值。本文以核电主管道为研究原型,通过分析其几何特性,结合数控铣削加工技术原理和特点,提出了3轴2联动和5轴联动加工主管道样件弯管外表面,4轴联动和5轴联动加工主管道样件弯管内表面的方法以及一种内置平移式专用装置加工主管道内表面的方法。在进行了如何避免加工干涉和进行均匀切削等理论分析的基础上,在3轴加工中心和5轴加工中心上进行了主管道样件内外表面的铣削试验。试验结果表明:随着转速的提高,进给量的减小,切削深度的减小以及切削行距的减小,外表面质量越来越好;3轴2联动加工相比5轴联动加工表面质量一致性稍差,表面粗糙度范围为Ra3.07um~Ra3.14umm,但加工效率提高了5%:5轴联动加工相比4轴联动加工表面质量一致性更好,粗糙度范围为Ra3.05um~Ra3.10umm,加工效率低了6%。所以采用3轴加工机床加工外表面,5轴联动机床加工内表面是正确的选择。结合主管道细长等径的特征,设计了内置平移式主管道内表面专用加工装置,采用计算机辅助设计和模块化设计的现代设计方法,进行了装置功能模块划分,详细设计了各个具体模块单元,包括动力系统设计、传动系统设计以及机械模块各部件的结构和尺寸设计,计算了铣削力,并据其确定了驱动电机的功率,完成了关键部件圆弧导轨基座刚度和强度的校核。结果表明,辅助支撑有效减小了导轨基座的变形(无支撑变形为1.82mmm,有支撑变形为0.38mm),圆弧导轨基座最危险截面的应力为94.84MPa,远小于许用应力[σ]=375~500MPa,满足设计要求。课题研究结果表明,3轴2联动数控加工弯管外表面高效优质,5轴联动数控加工弯管内表面无干涉并且质量可靠,内置平移式专用加工装置加工主管道内表面具有可行性。以上成果为核电主管道以及类似弯管内外表面的加工提供了理论和实践依据。

庄洋[4](2011)在《潜油螺杆泵采油系统中推力轴承的改进设计及强度分析》文中提出伴随着潜油螺杆泵采油系统(ESPCP)在原油开采方面中的运用越来越多,此项技术逐渐变成原油开采领域的重点攻关技术,并且有大量科研工作者对该技术进行攻关。潜油螺杆泵系统由潜油电机、减速器、联轴体、螺杆泵、变频器以及保护器等六大部分组成。轴承毋庸置疑是联轴体中对潜油螺杆泵采油系统使用寿命起决定作用的核心部件,在下潜深度、油粘度等多个因素制约和径向尺寸受到严格限制情况下,为了延长潜油螺杆泵采油系统的使用寿命,尽量提高轴承的使用寿命以及改善轴承的抗高温承载能力是本文研究的核心内容。本文对现场工作的轴承破损情况进行了分析,并且在联轴节核心运动副一轴承的结构方面提出了多种改进方案,同时对不同方案中结构应用有限元分析软件做了静力学分析。本文将潜油螺杆泵采油系统在国内、国外发展情况进行了阐述,总结了潜油螺杆泵采油系统中承受轴向力的推力轴承主要功能,并且对使寿命比较短的主要原因进行了分析,对有限元软件的一些基本原理和相关知识进行了介绍;在此分析基础上,本文对原来轴承从结构上进行了改进设计,尝试采用圆锥滚子轴承结构,以期提高轴承的使用寿命;采用有限元分析软件,模拟辽河油田兴隆台采油厂1500米井下工况,对圆锥滚子轴承在140℃的温度场中进行了有限元力学分析计算,得出圆锥滚子轴承的应力应变分布情况和结构的变形量;研究了轴承滚动体半锥角尺寸、数目对圆锥滚子轴承承载能力之间的关系,最终得出了轴承滚动体半锥角尺寸、滚动体数目的最优结果,且得到了生产实践验证。通过本文的研究分析,为以后ESPCP中轴承的继续研究和改进设计提供了可资借鉴的数据资料。

裴宏涛[5](2004)在《特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取》文中提出满装交叉圆锥滚子转盘轴承滚子半锥角的选取较为困难 ,本文将选取滚子半锥角的繁琐计算过程以查阅表格的方式予以简化 ,大大提高了设计效率

二、特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取(论文提纲范文)

(1)旋转尾管悬挂器轴承动态接触及摩擦热数值模拟(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 旋转尾管悬挂器介绍
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文主要内容及研究方法
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 论文研究方法
第二章 轴承动态接触及摩擦热理论
    2.1 动态接触理论
        2.1.1 显式算法
        2.1.2 滚动接触
    2.2 接触应力理论
        2.2.1 表面应力
        2.2.2 次表面应力
    2.3 滚动接触中的摩擦热
    2.4 本章小结
第三章 旋转尾管悬挂器轴承模型建立及简化
    3.1 轴承模型的建立
    3.2 滚子倾角对应力分布的影响
        3.2.1 滚子受力分析
        3.2.2 分析流程
        3.2.3 结果分析
    3.3 滚子数目对最大应力的影响
    3.4 模型简化
        3.4.1 动态接触分析模型的简化
        3.4.2 摩擦热分析模型简化
    3.5 本章小结
第四章 旋转尾管悬挂器轴承动态接触分析
    4.1 ANSYS LS-DYNA软件及仿真流程介绍
        4.1.1 ANSYS LS-DYNA软件
        4.1.2 轴承动态接触仿真流程
    4.2 基于LS-DYNA有限元分析模型建立
        4.2.1 材料模型及其参数的设定
        4.2.2 网格划分、接触设置及加载
    4.3 求解结果分析
        4.3.1 弹性材料模型计算结果
        4.3.2 弹塑性材料模型计算结果
    4.4 本章小结
第五章 旋转尾管悬挂器轴承摩擦热分析
    5.1 热流分析及摩擦生热量的计算
        5.1.1 热流分析
        5.1.2 摩擦生热量的计算
    5.2 摩擦热有限元模型建立
        5.2.1 滚动摩擦热仿真流程
        5.2.2 建立模型及载荷施加
    5.3 计算结果讨论
        5.3.1 摩擦功对温度场的影响
        5.3.2 摩擦功对接触应力的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录

(2)接触网绝缘子水冲洗装置的机构及伸缩臂分析与优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 接触网简介
        1.1.2 绝缘子污闪原理及危害
        1.1.3 接触网绝缘子污闪的防止
    1.2 绝缘子清洗技术发展现状
        1.2.1 国外绝缘子清洗技术发展现状
        1.2.2 国内绝缘子清洗技术发展现状
    1.3 课题来源和主要研究内容
第2章 设备总体方案
    2.1 设备总体要求
        2.1.1 电气化铁路接触网绝缘子位置
        2.1.2 铁路机车车辆限界
        2.1.3 绝缘子冲洗距离
    2.2 设备方案
        2.2.1 设备布局
        2.2.2 冲洗装置
        2.2.3 冲洗装置部件选型
    2.3 本章小结
第3章 冲洗装置机构优化
    3.1 最优化理论简介
        3.1.1 无约束最优化
        3.1.2 有约束最优化
        3.1.3 MATLAB优化工具箱
    3.2 冲洗装置数学模型
        3.2.1 目标函数
        3.2.2 机构力学分析
        3.2.3 约束条件
    3.3 优化分析
        3.3.1 优化方法
        3.3.2 结果
    3.4 冲洗范围
    3.5 本章小结
第4章 冲洗装置力学分析
    4.1 冲洗装置伸缩臂静力学分析
        4.1.1 ANSYS Workbench静力学分析简介
        4.1.2 伸缩臂有限元分析模型
        4.1.3 伸缩臂静力学分析
    4.2 冲洗装置模态分析
        4.2.1 模态分析理论简介
        4.2.2 激励源频率
        4.2.3 运输状态下冲洗装置的模态分析
        4.2.4 工作状态下冲洗装置的模态分析
    4.3 本章小结
第5章 冲洗装置伸缩臂优化
    5.1 ANSYS Workbench优化简介
        5.1.1 中心复合设计
        5.1.2 灵敏度分析
        5.1.3 多目标遗传算法
    5.2 优化分析
        5.2.1 优化设计变量
        5.2.2 单个变量与伸缩臂最大应力的关系
        5.2.3 设计变量的响应曲面与灵敏度分析
        5.2.4 结果
    5.3 优化后冲洗装置模态分析
        5.3.1 运输状态下冲洗装置的模态分析
        5.3.2 工作状态下冲洗装置的模态分析
    5.4 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

(3)弯管内外表面数控铣削试验与内表面加工装置设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 弯管内外表面加工技术与设备研制现状
    1.4 论文主要工作
2 弯管内外表面数控加工基本原理和方法
    2.1 弯管内外表面几何特性
    2.2 数控铣削加工技术
        2.2.1 数控铣削机床
        2.2.2 数控铣削机床加工特点和对象
    2.3 内置平移式弯管内表面专用加工装置
    2.4 基于UG的弯管内外表面数控加工原理和方法
        2.4.1 弯管外表面平移式数控加工原理和方法
        2.4.2 弯管内表面螺旋式数控加工原理和方法
    2.5 内置平移式弯管内表面专用加工装置原理和方法
    2.6 本章小结
3 弯管内外表面数控铣削试验
    3.1 试验条件
        3.1.1 试验对象
        3.1.2 试验设备
        3.1.3 试验测量设备
    3.2 弯管外表面数控铣削试验
        3.2.1 试验工艺规划
        3.2.2 UG6.0数控铣削加工弯管外表面
    3.3 弯管内表面数控铣削试验
        3.3.1 试验工艺规划
        3.3.2 UG6.0数控铣削加工弯管内表面
    3.4 本章小结
4 弯管内外表面数控铣削试验结果与分析
    4.1 弯管外表面铣削试验结果与分析
        4.1.1 3轴2联动铣削试验结果
        4.1.2 5轴联动铣削试验结果
        4.1.3 3轴2联动和5轴联动铣削试验结果对比分析
    4.2 弯管内表面铣削试验结果与分析
        4.2.1 4轴联动铣削试验结果
        4.2.2 5轴联动铣削试验结果
        4.2.3 4轴联动和5轴联动铣削试验结果对比分析
    4.3 本章小结
5 内置平移式弯管内表面专用加工装置设计
    5.1 设计要求和目标
    5.2 总体设计方案
        5.2.1 设计思想及设计方法
        5.2.2 加工装置模块划分
        5.2.3 加工装置工作流程
    5.3 内部装置机械模块设计
        5.3.1 动力系统设计
        5.3.2 传动系统设计
        5.3.3 运动系统设计
        5.3.4 圆弧导轨基座设计
        5.3.5 三点支撑部件设计
    5.4 铣削力与铣削功率
    5.5 圆弧走刀和圆周进给电机功率
    5.6 圆弧导轨基座的刚度和强度校核
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文和申请专利情况
致谢

(4)潜油螺杆泵采油系统中推力轴承的改进设计及强度分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外潜油螺杆泵采油技术发展概况
        1.2.1 国外潜油螺杆泵采油技术发展概况
        1.2.2 国内潜油螺杆泵采油技术发展概况
    1.3 潜油螺杆泵采油技术中推力轴承的作用及其存在的问题
        1.3.1 潜油螺杆泵采油系统中推力轴承的作用
        1.3.2 潜油螺杆泵采油系统应用中存在的瓶颈问题
    1.4 课题目的及意义
    1.5 主要研究内容
第二章 有限元分析软件
    2.1 有限元分析的弹性力学基础理论
    2.2 有限元分析软件
第三章 推力轴承的改进设计及圆锥滚子轴承的承载分析
    3.1 推力轴承的改进设计
    3.2 圆锥轴承接触问题研究
        3.2.1 圆锥滚子轴承的基本几何参数
        3.2.2 圆锥滚子轴承中存在的摩擦力
        3.2.3 圆锥滚子接触问题的几何描述
    3.3 轴承的负荷分布
第四章 圆锥滚子轴承的有限元分析
    4.1 有限元模型建立
    4.2 单个轴承问题描述
    4.3 轴承的有限元分析
        4.3.1 定义单元类型及材料属性
        4.3.2 网格划分
        4.3.3 接触对创建
        4.3.4 施加约束及求解选项设定并求解
    4.4 结构求解
    4.5 模态分析
第五章 结论
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢

四、特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取(论文参考文献)

  • [1]旋转尾管悬挂器轴承动态接触及摩擦热数值模拟[D]. 孙海强. 中国地质大学(北京), 2016(12)
  • [2]接触网绝缘子水冲洗装置的机构及伸缩臂分析与优化[D]. 郑涛. 西南交通大学, 2016(01)
  • [3]弯管内外表面数控铣削试验与内表面加工装置设计[D]. 孙建立. 大连理工大学, 2012(10)
  • [4]潜油螺杆泵采油系统中推力轴承的改进设计及强度分析[D]. 庄洋. 沈阳工业大学, 2011(08)
  • [5]特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选取[J]. 裴宏涛. 轴承, 2004(01)

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特大型满装交叉圆锥滚子轴承滚子半锥角的快速选择
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