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　　1、轴承工作进程中的摩擦状态分析摘要:论述钢丝滚道球轴承在工作进程中要紧的摩擦形式的基础上，采纳大型有限元分析软件对单球双滚道钢丝滚道球轴承的摩擦状态进行了初步的仿真分析。关键词：轴承；摩擦；仿线前言接触而的形状与尺寸阻碍到物体间的摩擦。只有在理想状态下的接触点或接触面才能产生纯转动。一旦形成接触面，必然伴随有滑动。通常，钢丝滚道球轴承在载荷的作用下，形成椭圆而接触，因此计算钢丝滚道球轴承时摩擦是必需考虑的因素。本文将对钢丝滚道球轴承工作进程中产生的几种要紧的摩擦形式进行分析。并对其仿线钢丝滚道球轴承摩擦力和摩擦力矩产生机理转动轴承在工作的进程中，由于受到预紧和工作载荷的作用

　　2、，会产生摩擦，摩擦的要紧形式有以下几种：(1)弹性滞后引发的转动摩擦:滚珠在载荷的作用下沿滚道表面转动，接触表面下的材料产生弹性变形。在接触排除后，弹性变形的要紧部份恢复。可是，通常在载荷增加时，给定应力所对应的变形总量老是小于载荷减小时的变形，称为弹性滞后，反映了必然的能量损失,表现为转动摩擦阻力。(2)差动滑动引发的摩擦:假设接触面上任意单元面积的切向力与接触压力成正比，能够推出转动体沿轴承滚道转动时因为差动滑动所引发的摩擦力矩。(3)自转滑动所引发的摩擦：关于转动轴承在运转时，滚珠沿套圈滚道可能产生绕接触而法线的旋转运动。由此引发的滑动，成为自旋滑动。同时由自旋滑动产生摩擦力和摩擦力矩。

　　3、(4)润滑剂的粘性摩擦:润滑剂和润滑方式对轴承摩擦力和摩擦力矩具有重要的阻碍。由于润滑剂的作用，转动体与钢丝滚道之间形成弹性流体动力润滑膜，各个滑动接触部位的摩擦系数有所改变。轴承运转时，转动体通过充满油气混和物的空间，受到绕流阻力，成为扰动阻力，产生摩擦力和摩擦力矩。2钢丝滚道球轴承工作工程有限元仿真在充分考虑钢丝滚道球轴承在工作进程中的预紧，摩擦等因素，在ANSYS里成立起单球双滚道，取得良好的接触形态，并对其摩擦状态进行了有效的仿真分析。单球双滚道接触有限元模型的成立由于钢丝滚道球轴承结构较复杂，为了建模分析方便，同时为了突出观看得要紧内容。第一考虑对转动体与相对的两根钢丝滚道这种简单情

　　4、形进行建仿照线)实体模型成立。一样为了简化计算，突出重点，咱们只需要考虑其中的一个转动体的情形进行仿真。考虑所研究的钢丝滚道球轴承属于密珠轴承且尺寸较大，钢丝滚道的曲率半径对转动体与滚道接触的分析阻碍较小，因此能够第一把钢丝滚道作为直线滚道处置。为了能方便的施加自由度约束和载荷，同时也为了以后观看结果的方便，建模中，转动体取半个滚珠进行建模，同时只取与转动体相接触的两钢丝滚道的各四分之一。实体模型成立如图lo(2)网格的划分。对轴承的点接触问题进行分析中，钢丝滚道和转动体均采纳了SOLID92单元，如此的单元划分对分析点接触问题既精准又便于突出点接触部份的细节。在单球双滚道模型中，因为不

　　5、但要施加预紧的载荷产生接触应力，还要使钢丝滚道有相对运动来模拟实际工作中轴承的情形，因此在单球双丝钢丝滚道球轴承的有限元模型中，钢丝滚道的网格划分采纳了沿钢丝轴向相对规那么的单元一一SOLID185o最后网格划分结果如图2。单球双滚道接触有限元模型仿真结果分析预紧的进程。在第一个载荷步的施加的进程中，通过给两根钢丝滚道中心轴线的相对位移，来达到对单球双丝钢丝滚道球轴承的预紧的成效。仿真与实际工程应用一样，能够对预紧量的大小进行调解，使得变形量，预紧力大小操纵在一个适合的范围内。这是因为预紧量过小，可能使工作进程中，转动体与滚道之间显现间隙，产生冲击，阻碍轴承的正常工作。预紧量过大，可能使预紧力

　　6、过大，使钢丝或转动体产生较大的塑性变形，也无益于轴承的正常工作和延长轴承的利用寿命。从图3能够看出，在预紧的作用下，钢丝滚道与转动体所产生的预紧压力最大值为3170MPa,而预紧产生的摩擦应力最大值为，远小于预紧压力的值。这是因为预紧的进程中，由于对转动体的约束，转动体与两根钢丝滚道之间大体没发生相对运动，因此摩擦作用很微弱。从图4接触区应力云图能够看出：钢丝滚道与转动体之间产生1850MPa的预紧应力，该应力足以保证在正常工作工程中，转动体与钢丝滚道之间不至于产生间隙。同时从放大的应力云图能够看出，相同的材料下，钢丝滚道的预紧应力要远大于转动体中的预紧应力。(2)正常工作进程中的仿线、了模拟轴承的运转工作情形，在单球双丝的有限元模型中，施加第二个载荷步，两根钢丝沿轴线方向上的相对位移。从图5和图6咱们能够看出，工作进程中产生的接触压力最大值为3360MPa,而工作进程中产生的摩擦应力最大值为。接触压力和摩擦应力相较预紧时增幅均不大，这说明该模型的转动形态比较好，产生的摩擦的阻碍较小。从图7和图8能够看出。工作进程中，最大应力为2080MPa,比只在预紧作用下静压的状态的应力稍大。考虑到转动体与钢丝滚道之间存在的摩擦系数，在有相对运动的进程中要产生必然的摩擦阻力，应力略有增大是很合理的。同时从仿真的结果能够看出，由于存在相对运动，钢丝与转动体之间产生摩擦，由于摩擦的存在，使接

　　8、触区相关于静态情形下产生了必然的转变。具体体此刻：第一，接触区域阻碍区域变大。在静态情形下，接触应力仅在接触点周围很近的很小的范围内存在，此处应力值专门大，随着与接触区的距离的增加，接触体内的接触应力就迅速减小到能够忽略的程度，这与非和谐接触理论定性分析的经典定理一一圣维南定理相吻合。而在工作进程中，产生相对运动和摩擦的情形下，接触区有应力的范围大大的增加，这是因为，在相对运动的进程中，接触区的接触应力己经超过了材料的屈服极限，因此运动的进程中，接触区将产生塑性变形，在离开接触区后，仍旧有必然的残余变形，从而致使有必然的残余应力。(3)钢丝滚道转动途径上某点沿径向的位移。历时刻历程后处置器进行

　　9、观看如图9,图10,取钢丝滚道与转动体相对运动途径上的某点为研究对象。从钢丝上点的变形随时刻的转变情形能够看出：由于接触应力超过了材料的屈服极限，上下滚道均产生塑性变形。主动钢丝上的塑性变形约，固定钢丝上的塑性变形约。主动钢丝上产生的塑性变形要大于固定钢丝上产生的塑性变形，这与咱们模型施加载荷的方式有关，由于所施加的预紧和钢丝之间轴向的相对位移均加在上钢丝上，从而使该钢丝产生的应力要大于被固定的钢丝中的应力，因此，塑性变形的量也要略大。显然，通过单球双滚道钢丝滚道球轴承的仿真，取得了静态预紧和工作进程中的接触应力散布，了解了轴承工作进程中的摩擦状况，为实际的工程应用提供了必然的观点，可是，理论的模拟只是一种验证，通过实验的认证分析是必需的。参考文献1闻邦椿，顾家柳，夏松波等，高等转子等力学一一理论、技术与应用M.北京:机械工业出版社,2002.2李兴林，转动轴承弹流润滑的新进展J.轴承，1999,(3).3彭超英，转动轴承非线李兴林,转动轴承弹流润滑的新进展J.轴承，1999,(3).5张鹏顺，陆思聪、，弹性流体动力润滑及其应用M.北京：高等教育出版社，2000.6王国强，有效工程数值模拟技术及其在工程上的应用J.西安：西北工业大学出版社，2000.