φ3200×3600球磨机用滚动轴承的动强度和振动故障分析

论文摘要

在冶金、建材、矿山、电力等行业,广泛应用球磨机。球磨机主轴承长期以来均采用普通滑动轴承,其磨擦阻力大、耗能多、轴瓦易磨损胶合、维护费用高。近年来,某些矿山把球磨机的主轴承由普通滑动轴承改成静压轴承,其磨擦阻力小、轴瓦无磨损,但轴承造价高,高压油泵系统有一定能耗,而且须精心维护,稍有不慎,仍可产生烧瓦事故。目前,国内大型滚动轴承制造技术已经解决,球磨机主轴承改用滚动轴承已成为最佳改造方案。本文对通过对球磨机进行了滚动轴承改造,选择轴承的合理结构、适当的配合形式以及有效的密封结构,并对球磨机主轴承进行了强度分析和寿命分析;通过对球磨机中磨矿介质的运动学分析、球磨机关键部件的动强度分析,计算出球磨机主轴承的受力状况,确定了球磨机滚动轴承有限元的边界条件;将Solidworks中创建的模型导入到ANYSYS中,完成了球磨机滚动轴承的有限元建模,通过力学分析,发现球磨机主轴承的应力、应变远小于轴承钢的许用值;对滚动轴承的常见故障进行了全面的分析,计算出轴承的故障特征频率及轴承的固有频率;对球磨机滚动轴承进行速度、加速度两个方面的振动测试,发现其速度有效值和加速度有效值,均处于正常的范围内,主轴承在运转过程中振动较低,轴承座的表面温度也较低,轴承处于正常的磨损状态。本文通过理论方面的有限元强度分析和现场的振动测试分析,证明大型球磨机采用滚动轴承是切实可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的目的和背景
• 1.1.1 球磨机及其轴承关键部件的经济和技术意义
• 1.1.2 企业技术改造的原则和方案
• 1.1.3 滚动轴承式球磨机的技术特点
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.3.1 球磨机采用滚动轴承的技术改造
• 1.3.2 球磨机磨矿介质运动分析及筒体的受力分析
• 1.3.3 球磨机滚动轴承有限元强度分析
• 1.3.4 滚动轴承振动测试与故障诊断技术的应用
• 第二章 大型球磨机滚动轴承技术改造与实施
• 2.1 结构形式
• 2.2 φ3200×3600球磨机滚动轴承的强度与寿命分析
• 2.3 轴承技术改造后的主要技术要素分析
• 2.3.1 调心滚子轴承
• 2.3.2 轴承的密封
• 2.3.3 轴承的配合
• 第三章 球磨机运动及关键部件筒体受力分析
• 3.1 球磨机中磨矿介质的运动分析
• 3.1.1 运动描述
• 3.1.2 球磨机在抛落式工作状态时球的运动规律
• 3.2 球磨机工作时筒体的受力分析
• 第四章 球磨机滚动轴承的有限元强度分析
• 4.1 有限元强度分析的基本表达式
• 4.1.1 广义坐标下的有限元的一般格式
• 4.1.2 空间问题的有限元格式
• 4.2 滚动轴承的强度分析
• 4.2.1 有限元模型
• 4.2.2 有限元计算结果分析
• 第五章 滚动轴承的振动故障机理及特征分析
• 5.1 滚动轴承的常见故障及特征
• 5.2 滚动轴承异常引起的振动分类
• 5.3 滚动轴承的故障特征频率及其固有频率
• 5.4 滚动轴承的振动测试分析
• 5.4.1 轴承振动加速度频域分析
• 5.4.2 轴承振动加速度的时域分析
• 5.4.3 轴承振动速度的频率分析
• 5.4.4 轴承振动的检测结果总结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢