水下壓力環境下某裝備回轉支承系統特性研究.pdf

1、水下回轉支承系統對于某水下裝備的可靠運行具有重要作用，深入研究十分必要。本文以一種水下三排圓柱滾子回轉支承系統為研究對象，運用Hertz線彈性接觸理論和Lundberg-Palmgren疲勞壽命理論等基本理論和方法，考慮水下壓力環境的特殊性和復雜性，分別對內圈的兩種安裝方式，研究不同結構參數和載荷參數對回轉支承系統載荷分布特性和疲勞壽命的影響作用。
　　 對于回轉支承系統內圈與中空圓柱狀結構的外表面固連為一整體的安裝方式，基于剛

2、性套圈假設，分析有游隙時的回轉支承系統載荷分布計算模型，推出回轉支承系統極限徑向游隙的表達式和提高極限徑向游隙的措施，采用迭代法在MATLAB中編程求解，得到不同的徑向游隙、徑向載荷、滾子數、滾子直徑和滾子長度時的載荷分布和疲勞壽命的變化情況。針對在水下壓力環境下中空圓柱狀結構內外壓差造成的內圈變形，使用最小二乘法擬合內圈變形后的形狀為橢圓，變形前最大接觸載荷位于回轉支承系統最頂端滾子處，變形后最大接觸載荷位于徑向載荷作用線兩側，變形前

3、后載荷分布顯然不同。建立水下回轉支承系統的非線性動力學仿真模型，結果表明內圈變形使回轉特性變差。
　　 對于回轉支承系統內圈采用過盈配合套在中空圓柱狀結構外表面上的安裝方式，兩者配合處由中空圓柱狀結構內外壓差作用而產生的間隙用間隙補償機構補償，有限元軟件COSMOS/simulation的分析結果表明，合理確定間隙補償機構的布置和個數以及內圈厚度等參數可以實現回轉支承性能的最優化。本文研究結果對于水下回轉支承系統的設計、制造和維