滑動回轉支承摩擦動力學仿真與實驗研究.pdf

1、本文以滑動回轉支承為研究對象,利用Pro/E軟件建立滑動回轉支承三維模型,利用機械多體動力學軟件 ADAMS對其進行運動學與動力學仿真分析,研究了外載荷作用下滑動回轉支承滑動環(huán)應力應變分布情況,進一步分析了滑動回轉支承在軸向載荷作用下的剛度變化以及預緊力對軸向剛度的影響;仿真分析了外載荷(軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩)、滑動回轉支承摩擦系數(shù)、運行速度、啟動加速度、螺栓預緊力等參數(shù)對滑動回轉支承動態(tài)性能的影響;根據(jù)滑動回轉支承的實際工況參

2、數(shù)設計并搭建滑動回轉支承動態(tài)性能試驗裝置,并進行相關動力學性能試驗研究。取得了如下主要結論:
　　1、針對不同外載荷(軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩)對滑動回轉支承進行受力分析,確定了徑向力與滑動環(huán)小徑尺寸及下轉盤凸起厚度尺寸的關系,傾覆力矩和軸向力與滑動環(huán)大徑的關系,連接螺栓外載荷與螺栓分布圓直徑的關系,并由此提出了滑動回轉支承靜態(tài)設計方法。
　　2、在1.5×105N軸向載荷下,滑動回轉支承上滑動環(huán)所受最大應力為17.83

3、MPa,下滑動環(huán)所受最大應力為0.02MPa,應力較大的點均分布在滑動環(huán)內徑部分,上滑動環(huán)所受應力遠遠大于下滑動環(huán)所受應力;滑動回轉支承軸向剛度與軸向載荷成非線性變化關系,軸向剛度在較小范圍內(2.5×104N)隨載荷增大而增大,之后趨于穩(wěn)定;滑動回轉支承軸向剛度與螺栓預緊力成線性增長關系;摩擦阻力矩與螺栓預緊力也成線性增長關系。
　　3、滑動回轉支承摩擦阻力矩與滑動環(huán)摩擦系數(shù)成分段線性關系,在滑動環(huán)較小摩擦系數(shù)范圍內增長較慢;隨

4、滑動回轉支承驅動速度的增大,回轉面摩擦阻力矩的平均值略有增加,波動顯著增大;隨著軸向載荷增大,回轉面摩擦阻力矩成增大趨勢,摩擦阻力矩波動也隨之增大。
　　4、綜合考慮各參數(shù)影響可確定滑動回轉支承最優(yōu)設計參數(shù)與使用工況,軸向力:2.5×104N-1.5×105N;螺栓預緊力:1500N-1900N;滑動環(huán)摩擦系數(shù):0.01-0.1;轉速:<30°/s;角加速度:<10°/s。
　　5、滑動回轉支承試驗機可模擬滑動回轉支承不同工

5、況參數(shù),實現(xiàn)滑動回轉支承動態(tài)性能的測試?；瑒踊剞D支承上、下滑動環(huán)運行速度均小于滑動回轉支承驅動速度,滑動回轉支承試驗運行較仿真運行更為平穩(wěn);滑動回轉支承摩擦阻力矩在較小轉速(20°/s)隨轉速成線性增長關系,在轉速增大后,摩擦阻力矩增長速度減小,但波動增大;隨軸向載荷增加,滑動回轉支承軸向剛度線性增長,摩擦阻力矩線性增長,摩擦阻力矩波動也隨之增大;試驗中所得滑動回轉支承運行轉速對摩擦阻力矩影響規(guī)律、滑動回轉支承軸向載荷對滑動回轉支承摩擦