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轧机轴承是冶金设备中的重要零部件之一,它不但工作环境恶劣,还要满足高速、重载、大冲击等轧制要求。因此,保证轧机轴承的正常工作以及使用寿命对整个冶金生产具有重要的意义。 有限元法是工程领域中应用最广泛的一种数值计算方法,本文采用显式有限元的方法对轧机四列圆锥滚子轴承这一高度非线性结构进行了动态仿真研究,具体内容如下: 首先简要介绍了四列圆锥滚子轴承的结构特性和技术特性,并对轴承的接触理论及载荷分析方法作了叙述;在此基础上完成了四列圆锥滚子轴承三维动态有限元仿真分析,得到四列圆锥滚子轴承在正常轧制条件下各元件的应力分布特点,位移及速度特点。 其次,本文研究了几种典型工况下轧机轴承的运转情况,研究了轧制速度及改变轴向力对轴承运转过程的影响。研究发现,轧制速度的增加会极大的增加轴承各元件的应力,尤其是会增大轴承内圈的应力,降低轴承外圈应力的稳定性,增加轴承列间偏载程度。轴向力的增加或减小都会增加轴承各元件的应力,并加重轴承内圈应力的不稳定性及轴承的列间偏载。 最后,本文研究了三种故障—外圈点蚀故障、滚动体缺失故障和内圈点蚀故障对轴承运转过程的影响。得出,故障的出现同样会极大的增加轴承各元件的应力水平和应力波动及轴承的偏载程度,其中滚动体缺失故障对轴承稳定性的影响是最大的。应力的变化是导致轴承损坏的主要原因,从仿真结果来看内圈故障和滚动体缺失故障轴承各元件应力的变化是最大的,也是影响轴承正常工作和寿命最严重的故障。