司艷清

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

當(dāng)今時(shí)代，技術(shù)一日千里，競爭對手層出不窮，企業(yè)面臨的壓力也在不斷加劇。在這種情形下，為了保持企業(yè)在市場上的競爭優(yōu)勢，惟有不斷更新產(chǎn)品，才有可能不被對手超越。用最短的時(shí)間推出能被市場認(rèn)可的產(chǎn)品，是企業(yè)在競爭中制勝的關(guān)鍵 。如何提升研發(fā)效率，是很多企業(yè)的重中之重。目前英、美等西方國家開發(fā)了大量在模擬實(shí)際工況下的虛擬產(chǎn)品開發(fā)軟件，該系列軟件大大縮短了設(shè)計(jì)周期并減少了設(shè)計(jì)修改次數(shù)。英國Romax科技有限公司開發(fā)的Romax Designer軟件就是其中一款。

2 建模

下面以圓錐滾子軸承30206為例利用Romax對軸承進(jìn)行建模與分析，驗(yàn)證軸承的設(shè)計(jì)參數(shù)是否滿足工況的要求。利用Romax對軸承30206進(jìn)行建模分析的步驟如下：建模→加入工況條件→分析→優(yōu)化。

2.1 軸的建模

在實(shí)際的工況環(huán)境下大多數(shù)軸承是通過內(nèi)徑過盈配合安裝在軸上。此例中軸的結(jié)構(gòu)如圖1，階梯軸的各部分尺寸見表1。

表1 階梯軸各段尺寸

2.2 軸承的建模

根據(jù)已經(jīng)經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算的圓錐滾子軸承30206的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行建模，模型如圖2 所示。

2.3 組裝及定位

軸及軸承建模完成后，根據(jù)軸承的實(shí)際位置將軸承安裝在軸上相應(yīng)的位置上，如圖3。

圖2 圓錐滾子軸承30206結(jié)構(gòu)圖

圖3 軸與軸承的組裝

3 輸入工況條件

在軸承的設(shè)計(jì)開發(fā)中要充分考慮軸承的工況條件，包括載荷、轉(zhuǎn)速、溫度、游隙、潤滑方式等。該軸系的工況條件是距軸左端60mm處受徑向載荷10kN，向右側(cè)的軸向載荷0.7kN，軸轉(zhuǎn)速2000rpm，油潤滑，工作溫度0℃～40℃，將工況數(shù)據(jù)輸入到模型中，效果如圖4。

4 分析

圖4 加載后模型圖

模型及數(shù)據(jù)加載完成后，可利用軟件的分析能力對軸承進(jìn)行分析。此例主要是對軸承1、軸承2進(jìn)行理論壽命、載荷分布情況（圖略）、應(yīng)力水平的分析，分析結(jié)果以軸承2為例，見表2、表3、表4。

從以上的數(shù)據(jù)分析可知，受載最大的滾子承受的最大接觸應(yīng)力1300MPa（圖略），內(nèi)圈滾道承受的最大應(yīng)力1264.57MPa，外圈滾道承受的最大應(yīng)力1070.86MPa，而通常滾子軸承中受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心的最大接觸應(yīng)力能達(dá)到4000MPa，可以說該軸承的應(yīng)力水平滿足設(shè)計(jì)要求。通過軟件的計(jì)算分析，設(shè)計(jì)者能迅速的知道所設(shè)計(jì)軸承的壽命、載荷分布、應(yīng)力水平，明確該軸承所取的設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。

表2 軸承1、軸承2壽命、極限轉(zhuǎn)速分析結(jié)果

表3 內(nèi)滾道應(yīng)力大小及分布情況

表4 外滾道應(yīng)力大小及分布情況

5 結(jié)束語

Romax軟件最為一種產(chǎn)品開發(fā)軟件，通過對軸承參數(shù)設(shè)置及工況條件的虛擬實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。在軟件內(nèi)部可對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少因人工計(jì)算分析導(dǎo)致的周期長和錯(cuò)誤計(jì)算的可能性，從而縮短設(shè)計(jì)周期，提升新產(chǎn)品的研發(fā)效率。