向心关节轴承的结构优化

作为通用零部件，关向心节轴承具有转动灵活、结构紧凑、易于装拆等特点，能够满足重载荷和长寿命要求，已广泛应用于矿山、冶金、电力、交通、航天和纺织等各类机械设备[1].我国针对关节轴承的研究及相应的工业生产起步较晚，一般通过参考国外数据或根据实际经验确定相关技数，缺乏科学依据.基于此，我们将大型有限元分析软件ANSYS用于对向心关节轴承GEZ101ES进行有限元分析，在保持其它与装配相关的参数尺寸不变的情况下，通过优化关节轴承球径尺寸，使向心关节轴承承受应力的分布更合理，以实现优化设计，提高关节轴承寿命[2叫].

实验部分1 结构优化ANSYS程序是一个功能强大、集设计分析及优化于一体的大型通用有限元分析软件.在设计方案被采用或投产之前，利用ANSYS程序的优化设计功能，可准确地找出其潜在的设计缺陷或确定最佳几何外形，缩短多样机制造一测试一再制造的研制周期，并降低生产成本.选用福建龙溪轴承股份有限公司通过引进国外技术研制的向心关节轴承作为研究对象，其外圈与内圈均经GCrl5轴承钢淬硬，弹性模量为212 GPa，泊松比0.29，密度为7.8 g/cm。，抗拉强度2 155 MPa，抗压强度为3 725 MPa.图1示出了GEZ101ES向心关节轴承的结构示意图.为了使模拟更加接近现实情况，在模型的内部引入一根轴.由于向心关节轴承具Fig 1 Schematic diagram of radial spherical plain bearing图l 向心关节轴承结构示意图有结构对称的特点，故在创建有限元结构模型时，仅取整体结构的1/4进行模拟.