石圣娟

　　摘　要：近年來，圓錐孔滾子軸承內(nèi)滾道磨加工夾具的改進(jìn)問題得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個(gè)角度與方面就彈性復(fù)合圓柱滾子軸承有限元建模方式展開了研究，闡述了個(gè)人對(duì)此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識(shí)，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。
　　關(guān)鍵詞：圓錐孔滾子軸承；內(nèi)滾道；磨加工；夾具
　　1　前言
　　作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，圓錐孔滾子軸承內(nèi)滾道磨加工夾具改進(jìn)的特殊性不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)圓錐孔滾子軸承的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)工作的最終整體效果。
　　2　圓柱滾子軸承概述
　　圓柱滾子軸承需要不斷克服實(shí)心圓柱滾子軸承存在的弊端問題，在空心圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要提高空心狀，減少空心圓柱滾子軸承的預(yù)負(fù)荷問題。如果空心圓柱滾動(dòng)體比實(shí)心圓柱滾動(dòng)體有更大彈性，需要提高承載能力，根據(jù)滾子軸承接觸面積提高軸承使用壽命?？招膱A柱軸承質(zhì)量大小和離心慣性力大小要適應(yīng)轉(zhuǎn)速，提高空心圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高工作質(zhì)量。圓柱滾子軸承是一種非常重要機(jī)械元件，工作性能會(huì)直接影響到主機(jī)的工作性能，需要不斷提高機(jī)械設(shè)備復(fù)雜程度，充分提高高速、重載和高精度工作條件和使用合理性，同時(shí)需要對(duì)于圓柱滾子軸承的安全性、動(dòng)態(tài)性能和承載能力提高要求。
　　3　彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　3.1空心圓柱滾子軸承具有很多優(yōu)勢，需要提高空心圓柱滾動(dòng)體周期性交替狀態(tài)，保證載荷合理性，對(duì)于空心圓柱滾動(dòng)體內(nèi)彎曲應(yīng)力要提高滾動(dòng)發(fā)生彎曲疲勞斷裂問題，促進(jìn)空心圓柱滾子軸承破壞問題解決。從而實(shí)現(xiàn)空心圓柱滾子軸承工程應(yīng)用能力，滿足現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展要求，根據(jù)組合創(chuàng)新原理，提高圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)受力狀況，增強(qiáng)軸承承載能力，降低空心圓柱滾動(dòng)體彎曲應(yīng)力，保障軸承疲勞壽命，根據(jù)教材物理特性提高軸承噪聲問題解決。
　　3.2圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)需要?jiǎng)?chuàng)新研究，針對(duì)實(shí)心圓柱滾動(dòng)體接觸應(yīng)力提高空心圓柱滾動(dòng)體彎曲應(yīng)力，增大滾動(dòng)體和接觸半寬應(yīng)力水平，減少軸承綜合性疲勞強(qiáng)度問題，設(shè)計(jì)合理方案提高圓柱滾子軸承實(shí)質(zhì)性滾動(dòng)體嵌入式良好分子材料運(yùn)用。同時(shí)還要不斷改善滾動(dòng)體邊緣應(yīng)力集中，提高邊緣設(shè)計(jì)深度，按照一定方案提高設(shè)計(jì)圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)，保證彈性復(fù)合柱子軸承合理性。同時(shí)不斷需要不但改善滾動(dòng)體邊緣應(yīng)力集中的影響問題，在滾動(dòng)體內(nèi)部設(shè)計(jì)合理代斜度的深穴，然后給圓柱滾子軸承合理命名復(fù)合圓柱滾子軸承。
　　3.3一般情況下彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的滾動(dòng)體比實(shí)心圓柱滾動(dòng)體更加容易導(dǎo)致變形，所以需要在相同的荷載作用下提高滾動(dòng)體和軸承之間接觸，及時(shí)減少應(yīng)力，彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的受力狀況要及時(shí)改善，特別是對(duì)于滾動(dòng)體內(nèi)孔彎曲應(yīng)力要減小，增加軸承之間抗疲勞和破壞能力，保證軸承安全性。
　　4　原實(shí)體保持架設(shè)計(jì)中的問題
　　傳統(tǒng)的調(diào)心滾子軸承在設(shè)計(jì)方面，其主參數(shù)、外圈、內(nèi)圈及滾子設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛性等性能都沒有問題，只是保持架設(shè)計(jì)存在一定的缺陷，其缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　4.1軸承可靠性低，易斷裂
　　加工時(shí)受到刀具頂部角度的影響，保持架兜孔底部會(huì)形成1500的工藝錐度，這個(gè)錐度的存在降低了保持架兜底壁的厚度，保持架的強(qiáng)度也會(huì)受到一定的影響。同時(shí)滾子和保持架兜底接觸面積減小，保持架橫梁根部較薄，橫梁強(qiáng)度不高。在工作過程中，軸承承受沖擊振動(dòng)及重載荷時(shí)，保持架橫梁易從根部裂斷，大大降低了軸承的可靠性。
　　4.2定位不準(zhǔn)確，影響使用
　　保持架兜孔的形狀為圓柱和圓臺(tái)的組合，這樣的形狀特點(diǎn)決定了兜孔和滾子的接觸面積較小，保持架兜孔難以對(duì)滾子進(jìn)行引導(dǎo)。軸承受到?jīng)_擊載荷時(shí)，會(huì)高速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)個(gè)別軸線容易發(fā)生較大角度的側(cè)轉(zhuǎn)，旦有一粒滾子軸線相對(duì)于保持架兜孔軸線發(fā)生較大角度的側(cè)轉(zhuǎn)，那么這粒滾子的滾動(dòng)將落后于正常滾子的滾動(dòng)，就容易發(fā)生保持架橫梁裂斷的現(xiàn)象；在加工兜孔時(shí)，鎖刀和鉆頭不容易進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，那么兜孔中心徑和角度的準(zhǔn)確度也難以保證，保持架的加工精度也會(huì)受到影響，保持架端面與兜孔軸線方向不垂直，合套后軸承旋轉(zhuǎn)不靈活，工作中容易產(chǎn)生噪聲，由于摩擦過大軸承溫度過高，影響使用壽命。
　　5　彈性復(fù)合圓柱滾子軸承有限元建模方式
　　5.1在彈性復(fù)合圓柱滾子軸承有限元建模中，要根據(jù)接觸彈性力學(xué)理論，對(duì)于彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)部接觸有限元分析，提高深穴空心圓柱滾動(dòng)體內(nèi)部彈性滾動(dòng)體設(shè)計(jì)，及時(shí)填充材料，保證滾動(dòng)體填充度高效性。滾動(dòng)體的材料一般采用的是35Cr，彈性模量是206GPa，滾動(dòng)體內(nèi)部嵌入使用的是PTFE彈性模量是280MPa進(jìn)行有限元分析，在彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體材料構(gòu)成上要提高連續(xù)性，及時(shí)分析復(fù)雜性，提高彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體和部分軸承內(nèi)部有限元模型，保證設(shè)計(jì)合理性。
　　5.2最后為了更好保證彈性復(fù)合圓柱滾子軸承滾動(dòng)體和內(nèi)部圈接觸計(jì)算精度，需要提高對(duì)于網(wǎng)絡(luò)細(xì)化分析，針對(duì)單個(gè)元類型選擇要實(shí)現(xiàn)面與面相互接觸，創(chuàng)建合理接觸面，對(duì)于影響彈性復(fù)合圓柱滾子軸承疲勞壽命關(guān)鍵性因素要保證效果接觸面和彎曲應(yīng)力。彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體的受力點(diǎn)主要是在軸承工作狀態(tài)下進(jìn)行，然后更加合理保障結(jié)構(gòu)合理性，利用有限元分析方法提高對(duì)于彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體應(yīng)力和主應(yīng)力變形量精確計(jì)算，保證結(jié)果優(yōu)化，提高滾動(dòng)體材料填充度，為彈性復(fù)合圓柱滾子軸承設(shè)計(jì)提供精確數(shù)據(jù)分析。
　　6　彈性復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究的意義
　　6.1在等效應(yīng)力和彎曲應(yīng)力最小彈性復(fù)合圓柱滾子軸承的條件下需要及時(shí)優(yōu)化數(shù)值，根據(jù)彈性復(fù)合圓柱滾子軸承有限元建模計(jì)算受力滾動(dòng)體承受載荷能力，精確分析填充度、接觸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和變形量之間關(guān)系問題。首先要根據(jù)接觸應(yīng)力和填充度及時(shí)優(yōu)化彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體線接觸，對(duì)于彈性復(fù)合圓弧滾動(dòng)體和內(nèi)部圈之間關(guān)系提高提高接觸力和滾動(dòng)體填充度有限元計(jì)算相互結(jié)合。隨著接觸規(guī)律不斷變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)于滾動(dòng)體填充度區(qū)間劃分，接觸應(yīng)力要復(fù)合一定趨勢和要求，隨著滾動(dòng)體填充度和接觸應(yīng)力變化，實(shí)現(xiàn)接觸應(yīng)力趨勢分析。
　　6.2在復(fù)合圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要針對(duì)滾動(dòng)體填充度和有限元計(jì)算，提高區(qū)域滾動(dòng)體填充度，保障應(yīng)力合理性，促進(jìn)滾動(dòng)體應(yīng)力合理性。對(duì)于影響軸承疲勞壽命的問題要及時(shí)解決，充分考慮彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體承載能力，選擇合理填充度優(yōu)化滾子軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)還要不斷優(yōu)化彎曲應(yīng)力填充度，對(duì)于彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體內(nèi)部要實(shí)現(xiàn)合理計(jì)算，保障滾動(dòng)體內(nèi)部和受力點(diǎn)精確性，同時(shí)要根據(jù)應(yīng)力變化情況提高對(duì)于滾動(dòng)體填充分析，按照一定拉應(yīng)力和壓應(yīng)力提高填充范圍。
　　6.3針對(duì)變形量填充度優(yōu)化滾動(dòng)體變形量剛度和軸承之間工作精度，保障承載力和彈性復(fù)合圓柱滾動(dòng)體之間有限元計(jì)算高效性，隨著滾動(dòng)體變形量變化，需要不斷提高滾動(dòng)體填充度，保證滾動(dòng)體能夠在65%情況下也能夠復(fù)合滾動(dòng)體剛度要求。
　　7　結(jié)束語
　　綜上所述，加強(qiáng)對(duì)圓錐孔滾子軸承內(nèi)滾道磨加工夾具改進(jìn)問題的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的內(nèi)滾道磨加工夾具改進(jìn)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。
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