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1、往复式活塞隔膜泵轴承座装配体有限元分析 摘 要：轴承座及轴承压盖是隔膜泵动力端重要支承部件，轴承座固定在地基上用来支撑曲轴和轴承，同时固定轴承外圈，仅使轴承内圈转动，保持轴承运转平稳。轴承座设计、安装不当会影响曲轴和轴承的平稳运转，导致轴承的运行失效。本文以一种新结构隔膜泵箱体轴承座装配体为探讨对象，利用ANSYS Workbench软件结构接触非线性分析功能，分析了轴承座装配体在工况载荷作用下的变形和应力状态，分析过程中各接触面进行接触定义，螺栓连接处施加螺栓预紧力，保证了分析结果的精确性。为隔膜泵动力端轴承座设计和安装工艺的制定供应技术参考。 关键词：轴承座；轴承；ANSYS Workbe
2、nch；装配体分析 中图分类号：TH323 文献标识码：A 0.前言 隔膜泵动力端轴承座部装主要用来安装和支撑曲轴和轴承，轴承座部装主要由支撑板、支撑座、轴承座压盖及螺栓等零件组成。隔膜泵动力端轴承用于支撑曲轴并保证曲轴的旋转运动。随着动力端吨位增大，曲轴受到的活塞力载荷也随之增大，假如轴承座结构设计不合理，可能会导致轴承座与轴承接触面变形不均，在疲惫载荷作用下，可能在轴承和轴承座接触面处发生接触疲惫失效和磨损失效，接触疲惫导致轴承座和轴承形成疲惫裂纹及断裂事故发生。本文采纳仿真模拟手段对支撑板、支撑座、轴承压盖、轴承外圈及螺栓连接组成的轴承座装配体进行非线性有限元分析，获得轴承座的变形和应力
3、结果。分析过程中考虑了各零件之间的接触状态，确保分析更接近实际工况。文中采纳ANSYSWorkbench软件进行分析，建立了支撑板、支撑座、轴承压盖及轴承外圈的装配体有限元模型，施加约束和工况载荷，通过求解获得了轴承座装配体模型的变形和应力结果，并对结构进行了强度校核。 1.轴承座装配体有限元分析 1.1 几何模型 本文以支撑板、支撑座、轴承压盖及轴承外圈组成的装配体作为探讨对象，轴承座装配体三维几何模型如图1所示。 1.2 有限元模型 本文对支撑板、支撑座、轴承压盖及轴承外圈组成的装配体进行分析，将三维模型导入ANSYSWorkbench中，采纳四节点四面体单元进行网格划分，接触面的网格应当
4、划分更规则，保证接触计算的精确性和收敛性。轴承座装配体材料为钢板、轴承外圈材料为轴承钢，材料的弹性模量为206GPa，泊松比为0.3，材料屈服极限为345MPa。建立的有限元模型如图2所示。 有限元模型的边界条件如下：约束支撑板前端x方向位移，约束支撑板下端与地基相连面y方向和z方向位移；在轴承外圈内表面施加工况活塞力1950kN；支撑座与轴承压盖联接螺栓分别施加螺栓预紧力1800kN和1250kN；支撑板与支撑座之间建立绑定接触面；支撑座与轴承盖板之间、支撑座与轴承外圈之间、轴承盖板与轴承外圈之间分别建立一般无摩擦接触条件，详细如图2所示。 2.计算结果 将建立的轴承座装配体有限元模型在AN
5、SYSWorkbench静力学分析模块提交计算，经过分析获得了支撑板、支撑座、轴承压盖的变形云图及关切位置的应力结果，变形和应力云图分别如图3、图4所示。 结论 通过对上述轴承座的变形应力结果进行分析，可得到如下结论： 通过分析看出轴承座关切位置处最大应力为158.33MPa，位置在支撑板与支撑座连接圆角处，材料的屈服极限是345MPa，平安系数为2.18，满意强度运用要求，最大位移为1.55mm，位置在支撑座与轴承压盖联接螺栓处，分析缘由是由于螺栓预紧力造成的该最大位移。 參考文献 1马煜，刘慧.基于ANSYSWorkbench的轴承座应力分析J.机械管理开发，2022，25：32-33.
6、2仰天玲，王想连，姜土根.基于ANSYSWorkbench的轴承座分析计算J.能源与环境，2022：110-110. 3吴晓冬，刘志刚.CAD/CAE集成仿真的振动输送机轴承座有限元分析J.现代制造工程，2022：44-47. 4武心朋.短应力线轧机轴承座的有限元分析与优化设计C.压力加工设备学术研讨会，2022. 5成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2022. 6许京荆. ANSYSWORKBENCH工程实例详解M.北京：人民邮电出版社，2022. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页