滚筒洗干机轴承热性能分析方法研究

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在滚筒洗衣机干衣技术中,高温脱水可在短时间内降低衣物的含水量,有效节省干衣时间,逐步成为不可或缺技术之一。由于滚筒洗干机塑料外筒内镶嵌金属轴承座用来装配轴承,高温脱水时轴承温度通过轴承座传递给塑料外筒,根据塑料的强度性随温度的变化产生较大波动,因此塑料与金属轴承座接合面间的强度也受到变化。而温度变化的主要来源为内筒的高温干衣空气和脱水时轴承的受力,因此研究滚筒洗干机轴承温度场分布意义重大。本文针对滚筒洗干机轴承进行热分析,主要研究工作内容和结果如下所示:  (1)介绍了轴承的主要换热方式,为轴承不同位置的换热系数计算提供理论依据。接着对轴承承载与运动学分析,为建立发热量计算模型奠定基础。最后,通过单自由度系统力的简化分析可知,在高速运转状态下,运动体运动与弹簧、减震器无关,同时将偏心处产生的离心力简化到轴承处受力,为试验章节轴承受力与温升速率关系研究提供理论依据。  (2)利用电学KCL与KVL定律,在轴承表面划分网络节点,根据能量守恒定律,把热节点与热阻连接形成热网络模型,通过借助Matlab参数化处理求解模型,得到不同偏心质量条件下轴承各节点温度。结果表明温度最高点为内圈滚道,其次是滚子温度,外圈温度最低。  (3)通过Solidworks建立6206单列深沟球轴承的三维模型并导入ANSYSWorkbench中,求解轴承热分析所需加载参数。如:热流率、对流换热系数、热传导系数,通过有限元求解得到不同偏心质量下轴承温场分布。将仿真结果与热网络计算结果对比,验证了有限元分析的准确性。  (4)基于某洗干机测试平台,测得洗干机脱水转速条件下轴承温度分布,并与有限元法和热网络计算结果对比分析,验证了试验分析的正确性。同时将所测数据线性拟合与力学分析,得到轴承受力与温升速率关系曲线,并对轴承受力与温升速率关系曲线预测。
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