เชิงนามธรรม

การชดเชยความนูนของลูกกลิ้งมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบริ่งลูกกลิ้งเรียว ด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์ บทความนี้จะกล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงของความเค้นสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งและรางน้ำวงแหวนด้านในและด้านนอกของตลับลูกปืน เมื่อจุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งเรียวชดเชยไปทางปลายทั้งสองข้างภายใต้สภาวะโหลดบางอย่าง ผลการวิจัยพบว่าจุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งเรียวสามารถเยื้องไปทางปลายด้านใหญ่ของลูกกลิ้งได้ภายในช่วงที่กำหนด หากเกินช่วงนี้ จะเกิดความแตกต่างของความเค้นอย่างรุนแรงที่ปลายทั้งสองของลูกกลิ้ง ส่งผลให้ตลับลูกปืนเสียหายก่อนเวลาอันควร นอกจากนี้ จุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งไม่ควรเยื้องไปทางปลายด้านเล็กของลูกกลิ้ง เพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานความเมื่อยล้าสัมผัสของแบริ่ง จำเป็นต้องกำหนดออฟเซ็ตความนูนที่อนุญาตของลูกกลิ้ง

คำสำคัญ: แบริ่งลูกกลิ้งเรียว; ชดเชยความนูน; ความเครียดจากการสัมผัส การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด

1 บทนำ

แบริ่งลูกกลิ้งเรียวมีข้อดีในการทนทานต่อแรงทั้งตามแนวแกนและแนวรัศมีพร้อมกัน ความสามารถในการรับน้ำหนักมาก- แรงเสียดทานในการหมุนน้อย ความแข็งแกร่งสูง และติดตั้งง่าย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เครื่องจักรกลขนาดใหญ่ เช่น รถยนต์ รถไฟ เครื่องมือกล เหมืองแร่ และโลหะวิทยา ข้อผิดพลาดออฟเซ็ตนูนในระหว่างการตัดเฉือนลูกกลิ้งนูนลอการิทึมและข้อผิดพลาดออฟเซ็ตลูกกลิ้งระหว่างการประกอบมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพการบริการและอายุการใช้งาน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดช่วงข้อผิดพลาดที่เหมาะสม

การกำหนดค่าชดเชยการนูนมีความสำคัญเป็นแนวทางในการออกแบบและการใช้งานแบริ่งลูกกลิ้งเรียว การอ้างอิงใช้วิธีการไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อวิเคราะห์การกระจายความเค้นของแบริ่งลูกกลิ้งทรงกระบอกภายใต้สภาวะโหลดบางอย่าง และให้ค่าชดเชยการนูนถูกควบคุมในระหว่างการปรับเปลี่ยนลูกกลิ้งโค้งลอการิทึมโดยการวิเคราะห์ค่าชดเชยลูกกลิ้ง ข้อมูลอ้างอิงจะวิเคราะห์สูตรการคำนวณอายุการใช้งานที่ใช้กับลูกกลิ้งดัดแปลงต่างๆ ซึ่งบ่งชี้ว่าการปรับเปลี่ยนเส้นโค้งลอการิทึมมีความสำคัญบางประการในการปรับปรุงอายุการใช้งานของตลับลูกปืน ในบทความนี้ แบริ่งลูกกลิ้งเรียวสองแถว- 353112 ถูกนำมาใช้เป็นตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เพื่อศึกษาช่วงที่เหมาะสมของค่าชดเชยการนูนและอิทธิพลที่มีต่อการกระจายตัวของความเค้นสัมผัส

2 รุ่นไฟไนต์เอลิเมนต์ของแบริ่งลูกกลิ้งเรียว

2.1 การชดเชยความนูนของลูกกลิ้ง

การออกแบบและการตัดเฉือนลูกกลิ้งเรียวส่วนใหญ่จะพิจารณาข้อกำหนดสำหรับลักษณะพื้นผิวการทำงาน เช่น ความนูนและพื้นผิวฐานทรงกลมของลูกกลิ้ง สำหรับลูกกลิ้งนูนโค้งลอการิทึม ปริมาณความนูนที่แตกต่างกันที่ปลายทั้งสองของลูกกลิ้งสามารถทำได้โดยการขยับจุดศูนย์กลางความยาวประสิทธิผลของลูกกลิ้งเล็กน้อยซึ่งเป็นจุดกำเนิดของพิกัดไปยังปลายด้านใหญ่ของลูกกลิ้ง แผนผังของออฟเซ็ตนูนของลูกกลิ้งโค้งลอการิทึมแสดงในรูปที่ 1 ข้อผิดพลาดออฟเซ็ตนูนของลูกกลิ้งเรียวอ้างอิงถึงออฟเซ็ต s ระหว่างจุดสมมาตรบนลูกกลิ้งโค้งลอการิทึมที่ดัดแปลงและแหล่งกำเนิดพิกัด o

รูปที่ 1: แผนผังของการชดเชยความนูนของลูกกลิ้งโค้งลอการิทึม

2.2 การสร้างแบบจำลอง

แผนผังโครงสร้างของแบริ่งลูกกลิ้งเรียวแถวคู่- 353112 สำหรับดุมล้อรถบรรทุกแสดงอยู่ในรูปที่ 2 และพารามิเตอร์โครงสร้างหลักแสดงอยู่ในตารางที่ 1

รูปที่ 2: แผนผังของโครงสร้างแบริ่งลูกกลิ้งเรียว

ตารางที่ 1 พารามิเตอร์โครงสร้างหลักของแบริ่ง

วัสดุแบริ่งคือ GCr15 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งกับพื้นผิวร่องน้ำด้านในและด้านนอกคือ 0.1 โมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุคือ 206 GPa และอัตราส่วนปัวซองคือ 0.3 โหลดปกติสูงสุดบนลูกกลิ้งคือ 7,000 นิวตัน เนื่องจากโครงสร้างสมมาตร จึงจำเป็นต้องสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ 1/2 เท่านั้น

เมื่อสร้างแบบจำลองด้วยซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอลิเมนต์ การลบมุมและขอบที่มีอิทธิพลเพียงเล็กน้อยต่อความเค้นของแบริ่งจะถูกละเว้น และไม่คำนึงถึงผลกระทบของระยะห่างในแนวแกน ระยะห่างในแนวรัศมี และฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นต่อความเค้นสัมผัส ประเภทองค์ประกอบใช้องค์ประกอบ Solid185 โหนด 8- ซึ่งมีอิสระ 3 องศาต่อโหนด ซึ่งสามารถใช้เพื่อจำลองโครงสร้างของแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน หลังจากตัดตำแหน่งสัมผัสระหว่างรางน้ำวงแหวนด้านในและด้านนอกและลูกกลิ้งแล้ว ขนาดองค์ประกอบโดยรวมจะถูกตั้งค่าสำหรับการแบ่งตาข่ายที่แมป และวิธีการแบ่งตาข่ายแบบกวาดถูกนำมาใช้สำหรับส่วนอื่นๆ องค์ประกอบตาข่ายขั้นต่ำที่ส่วนที่เข้ารหัสจะเล็กกว่าความยาวครึ่งความกว้างของหน้าสัมผัส ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3: โมเดลไฟไนต์เอลิเมนต์

คู่สัมผัสถูกสร้างขึ้นโดยมีวงแหวนด้านในและด้านนอกของแบริ่งเป็นพื้นผิวเป้าหมายและพื้นผิวลูกกลิ้งเป็นพื้นผิวสัมผัส โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานหน้าสัมผัสเท่ากับ 0.1 การตั้งค่าเงื่อนไขขอบเขต: มีการใช้ข้อจำกัดแบบสมมาตรกับแต่ละส่วนของตลับลูกปืน พื้นผิวด้านนอกของวงแหวนรอบนอกถูกจำกัดอย่างเต็มที่เนื่องจากการรบกวนที่พอดีกับที่นั่งของตลับลูกปืน และระดับความอิสระตามแนวแกนของวงแหวนด้านในถูกจำกัด เมื่อทำการโหลด โหนดที่ศูนย์กลางสมมาตรของวงแหวนด้านในจะถือเป็นโหนดหลัก โหนดที่อยู่ติดกันจะถูกเลือกเป็นโหนดรอง จากนั้นโหนดทั้งหมดบนพื้นผิวด้านในของวงแหวนด้านในจะควบคู่กับระดับความเป็นอิสระของทิศทาง y- (รัศมี) และโหลดจะถูกนำไปใช้กับโหนดหลัก

3 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

หากไม่มีการชดเชยความนูน การกระจายความเค้นตามทิศทางของลูกกลิ้งเจเนราทริกซ์ระหว่างลูกกลิ้งกับรางน้ำวงแหวนด้านในและด้านนอกจะแสดงในรูปที่ 4 จะเห็นได้ว่าค่าความเค้นสูงสุดระหว่างลูกกลิ้งและวงแหวนด้านในอยู่ที่ตำแหน่งด้านซ้ายเล็กน้อยของศูนย์กลางลูกกลิ้ง อย่างไรก็ตาม ค่าความเค้นสูงสุดระหว่างลูกกลิ้งเรียวและวงแหวนรอบนอกอยู่ใกล้กับศูนย์กลางลูกกลิ้ง และการกระจายความเค้นจะสมมาตรและสม่ำเสมอ

รูปที่ 4: ความเค้นสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งและวงแหวนด้านในและด้านนอกโดยไม่มีค่าชดเชยความนูน

เมื่อจุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งเยื้องศูนย์ 0.4 มม. ไปทางปลายด้านใหญ่ของลูกกลิ้งและ 0.2 มม. ไปทางปลายด้านเล็กของลูกกลิ้ง การกระจายของความเค้นสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งและทางวิ่งวงแหวนด้านในตามแนวแกนลูกกลิ้งจะแสดงในรูปที่ 5 และความเค้นสัมผัสไม่กระจายอย่างสมมาตรและสม่ำเสมอ

รูปที่ 5: ความเค้นสัมผัสระหว่างลูกกลิ้งและร่องน้ำด้านในเมื่อจุดศูนย์กลางนูนของออฟเซ็ตลูกกลิ้ง

เมื่อจุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งชดเชยไปทางปลายทั้งสอง การเปลี่ยนแปลงของความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งและร่องน้ำวงแหวนด้านในจะแสดงในรูปที่ 6 จะเห็นได้จากรูปที่ 6a ว่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน เมื่อค่าชดเชยการนูนเพิ่มขึ้น ความเค้นสัมผัสที่ปลายด้านเล็กของลูกกลิ้งจะค่อยๆ ลดลง ในขณะที่ความเค้นสัมผัสที่ปลายด้านใหญ่ของลูกกลิ้งจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อออฟเซ็ตเพิ่มขึ้นมากกว่า 0.2 มม. ความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองข้างของลูกกลิ้งจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สถานการณ์ที่จุดศูนย์กลางนูนหันไปทางปลายเล็กของลูกกลิ้งจะแสดงในรูปที่ 6b เมื่อออฟเซ็ตเพิ่มขึ้น ความแตกต่างของแรงกดสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งจะเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จะเห็นได้ว่าค่าชดเชยความนูนของเจเนราทริกซ์ของลูกกลิ้งจะทำให้เกิดความไม่สมดุลและความไม่สอดคล้องกันของ-ความเครียดจากการสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งและรางน้ำ

รูปที่ 6: อิทธิพลของการชดเชยความนูนต่อความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งและร่องน้ำด้านใน

รูปที่ 7 เป็นการประเมินเชิงปริมาณของอิทธิพลของการชดเชยความนูนต่อความเค้นสัมผัสที่ปลายทั้งสองด้านของลูกกลิ้ง เมื่อค่าชดเชยความนูนเพิ่มขึ้น ความแตกต่างสัมพัทธ์ของความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งจะเพิ่มขึ้นแบบไม่-เป็นเส้นตรง เมื่อออฟเซ็ตนูนไปทางปลายขนาดใหญ่มากกว่า 0.1 มม. ความแตกต่างสัมพัทธ์ของความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งบ่งชี้ว่าออฟเซ็ต 0.1 มม. ไปยังปลายขนาดใหญ่คือจุดเปลี่ยน ในเวลานี้ ความแตกต่างสัมพัทธ์ระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งอยู่ที่ประมาณ 20% ซึ่งเป็นไปตามข้อผิดพลาดสัมพัทธ์สูงสุดที่อนุญาตที่ 25% ในทางวิศวกรรม อย่างไรก็ตาม เมื่อจุดศูนย์กลางนูนเยื้องไปทางปลายเล็ก ความแตกต่างสัมพัทธ์ของความเค้นสัมผัสระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้งจะมีขนาดใหญ่และไม่เป็นไปตามเงื่อนไขทางวิศวกรรม ดังนั้นเพื่อให้เป็นไปตามความสม่ำเสมอและความสมมาตรของการกระจายความเค้นของแบริ่งลูกกลิ้งเรียว 353112 จุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งโค้งลอการิทึมควรได้รับการควบคุมภายในระยะเยื้อง 0.1 มม. ไปทางปลายขนาดใหญ่ และไม่ควรชดเชยไปทางปลายเล็ก

รูปที่ 7: ความสัมพันธ์ระหว่างค่าชดเชยศูนย์นูนและความเค้นสัมพัทธ์ระหว่างปลายทั้งสองของลูกกลิ้ง)

4 บทสรุป

เมื่อปรับเปลี่ยนลูกกลิ้งโค้งลอการิทึม ควรควบคุมออฟเซ็ตของศูนย์นูนของลูกกลิ้งอย่างเข้มงวด มิฉะนั้น ความเครียดจากการสัมผัสจะแสดงความไม่สมดุลที่ซับซ้อน จุดศูนย์กลางนูนสามารถชดเชยส่วนปลายขนาดใหญ่ได้ปานกลาง สำหรับตลับลูกปืน 353112 ควรควบคุมจุดศูนย์กลางนูนของลูกกลิ้งภายในระยะเยื้อง 0.1 มม. ไปทางปลายขนาดใหญ่ และจุดศูนย์กลางนูนไม่ควรเยื้องไปทางปลายเล็กของลูกกลิ้ง

20261 พฤษภาคม คำแนะนำผลิตภัณฑ์ WBM ประจำสัปดาห์

เครื่องมือเจียรหน้า Modler End

ขณะนี้ Weichuang มีความสามารถในการจัดหาเครื่องมือครบชุดสำหรับสายการเจียรแบบลูกกลิ้งเรียว Modler เครื่องมือของเราได้รับการติดตั้งอย่างดีกับเครื่องเจียรแบบไม่มีศูนย์กลางของโมดเลอร์ของลูกค้า และเครื่องเจียรหน้าปลายของโมดเลอร์ และช่วยลูกค้าผลิตลูกกลิ้งที่มีความแม่นยำสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำ