ЕФЕКТИВНА МОДЕЛЬ РОЗРАХУНКУ НЕЛІНІЙНОЇ ЖОРСТКОСТІ ШАРИКОПІДШИПНИКІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-004X.2023.1(7).10Ключові слова:
шпиндельний вал, жорсткість опор, модифікованний метод Джонса-Харриса, константи моделі жорсткостіАнотація
Проведено аналіз особливостей статичного розрахунку шпиндельного вузла на жорсткість з урахуванням жорсткості опор. Зазначено, що при статичному аналізі шпиндельних валів, зазвичай, використовуються наближені довідкові значення жорсткості опор - підшипників кочення. що може дати похибку щодо оцінки жорсткості опори до 50%. У роботі представлений аналіз модифікованого методу Джонса-Харріса для розрахунку жорсткості підшипників, що забезпечує збільшення точності за рахунок нових констант у залежностях для радіальних жорсткостей радіальних та радіально-упорних шарикопідшипників. Використані замість моделі контакту по Герцу в модифікованій моделі Джонса-Харріса скінченноелементні моделі в контактній задачі «елемент кочення - підшипникові кільця» більш точно відображають геометрію та жорсткість доріжок кочення підшипника, що дозволяють отримати точніші константи для моделі нелінійної жорсткості шарикопідшипників. Перевагою модифікованої моделі є можливість автоматичного обліку технологічного зазору у підшипнику та швидкості обертання валу. Розрахунок жорсткості підшипників фірми SKF показав більшу точність, що підтверджується порівнянням з експериментом. Результати розрахунку жорсткості, отримані для ряда підшипників фірми SKF, можуть бути успішно використані для практичних розрахунків жорсткості радіальних і радіально-упорних шарикопідшипників інших фірм, конструктивно-технологічні характеристики яких відповідають характеристикам підшипників фірми SKF, розглянутих у роботі.
Посилання
Zverev.I.A., Samokhvalov E.I., Levina Z.M. Avtomatizirovannye raschety shpindelnykh uzlov. Stanki I instryment. 1984. №2. s.11-15.
Khomjakov V.S., Kochinev N.A., Sabirov F.S. Issledovanie dinamicheskikh kharakteristik shpindeknykh uzlov Vestnik MGTY «Stankin» . 2008. №4. s. 15-22.
Hertz H. On the contact of elastic solids. J. Reine Angew. Math., 1881, vol. 92, pp. 156–171.
Timoshenko G. Theory of elasticity. McGraw-Hill, 1970. 608 p.
Jones, A. B. (1960), “A General Theory for Elastically Constrained Ball and Radial Roller Bearings,” Transactions of the ASME. Series D, Journal of Basic Engineering, 82, pp 309-320.
Palmgren A. Ball and Roller Bearing Engineering. SKF Industries Inc., Philadelphia, 1959.
Harris, T. A. (1966), Rolling Bearing Analysis, John Wiley.
Gargiulo, E.P.,Jr., A Simple Way to Estimate Bearing Stiffness, Machine Design, 1980, pp.107-110
Kovalev M.P., Narodetskiy M.Z. Raschet vysokotochnykh sharikopodshipnikov [Calculation of high-precision ball bearings ]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1975. 280 p 11.
Perel' L.Ya., Filatov A.A. Podshipniki kacheniya: raschet, proektirovanie i obsluzhivanie opor [Ball bearings: calculation, engineering and supports maintainance]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1992. 608.
De Mul J., Vree J., Maas D. Equilibrium and associated load distribution in ball and roller bearings loaded in five degrees of freedom while neglecting friction. Part 1: General theory and application to ball bearings // Journal of Tribology. 1989. Vol. 111. No. 1. P. 142–148.
De Mul J.M., Vre J.M.e, Maas D.A. Equilibrium and associated load distribution in ball and roller bearings loaded in five degrees of freedom while neglecting friction. Part II: Application to roller bearings and experimental verification // Journal of Tribology. 1989. Vol. 111. No. 1. P. 149–155.
A. Bourdon, J. Rigal and D. Play, “Static Rolling Bearing Models in a C.A.D. Environment for the Study of Com-plex Mechanisms: Part II—Complete Assembly Model,” Journal of Tribology, Vol. 121, No. 2, 1999, pp. 215-223. http://dx.doi.org/10.1115/1.2833924
Yuan Kanga,_, Ping-Chen Shen, Chih-Ching Huangc, Shyh-Shyong Shyrc, Yeon-Pun Chang “A Modification of the Jones- Harris Method for Deep-Groove Ball Bearings,” Triboogy International, Vol. 39, No. 11, 2006, pp. 1413-1420. http://dx.doi.org/10.1016/j.triboint.2005.12.005.
Adams G.G., Nosonovsky M. Contact modelling—forces // Tribol. Int. 2000. Vol. 33. No. 5-6. Р. 431–442. DOI: 10.1016/S0301-679X(00)00063-3
Hernot X., Sarto M., Guillot J. Calculation of the stiffness matrix of angular contact ball bearings by using the analytical approach // ASME J. Mech. Des. 2000. Vol. 122. No. 1. Р. 83–80. DOI: 10.1115/1.533548
Kurvinen E., Sopanen J., Mikkola A. Ball bearing model performance on various sized rotors with and without centrifugal and gyroscopic forces // Mech. Mach. Theory. 2015. Vol. 90. P. 240–260. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.03.017
Holkup T., Holy S. Complex modelling of spindle rolling bearings // Journal of Machine Engineering. 2006. Vol. 6. No. 3. P. 48–61.
Study on the influence of thermal characteristics of rolling bearings and spindle resulted in condition of improper assembly / X. Li, Yi. Lu, K. Yan, J. Liu, J. Hong // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 114. P. 221–233. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.11.194.
Henghai Zhang ,1,2 Wenku Shi ,1 Guozheng Liu,1,3 and Zhiyong Chen A Method to Solve the Stiffness of Double-Row Tapered Roller Bearing
Rijnberg, J. L. (2007). Theoretical modeling of the stiffness of angular contact ball bearings using a two DOF and a five DOF approach. (DCT rapporten; Vol. 2007.129). Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven
Brewe, D. and Hamrock, B., Simplified solution for elliptical-contact deformation between two elastic solids, ASME Trans. J. Lub. Tech., 101(2), 231–239, 1977
Houpert, L. 1997. A Uniform Analytical Approach for Ball and Roller Bearing Calculations. Journal of Tribology, Vol. 119, pp. 851–858.
R. Stribeck, “Ball Bearings for Various Loads,” Transactions of the ASME, Vol. 29, 1907, pp. 420-463.
H. Sjovall, “The Load Distribution within Ball and Roller Bearings under Given External Radial and Axial Load,” TekniskTidskrift, Mek., h.9, 1933.
A new approach for the load calculation of the most loaded rolling element for the rolling bearing with internal radial clearance - The case study Radoslav Tomović Original Article : March 19th, 2020 DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-17922/v1
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Технологiї в машинобудуваннi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
