Resistances in rolling motion inside special ball bearings

• Autorzy: Styp-Rekowski M.

Warianty tytułu

PL

Wewnętrzne opory w ruchu specjalnych kulkowych łożysk tocznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One-track vehicles are very popular and important means of transport. For instance over 20 million of bicycles are manufactured worldwide each year. Because their source of motive energy is human, problem of energy conversion, as measured by their resistance to motion, is critical. The bearings used in bicycles are made of different materials and construction quality to the bearings used in other applications. This paper is intended to provide an indication of the phenomena influencing the resistance to motion and loss of energy of these bearings. The most important there are: macro- and microsliding, strain hysteresis. The main aim of the worked out experiments was to find a mathematical models describing the relation between resistance to motion and durability of the bicycle bearing and some of the constructional features: geometrical coefficient, axial load and hardness of raceways in given test conditions. The experiments were made on an original bearing's test stand. Its construction and principles of operation were also described. Optimization procedure of constructional features of bearing elements was presented too. In this procedure, the values of regression function M(f) were minimized, while those of function L(n)(10) were maximized. Optimization procedure took account the fact that the functions' values were loaded by random errors.

PL

Pojazdy jednośladowe są bardzo popularnym i ważnym środkiem transportu. Dla przykładu na całym świecie produkuje się ponad 20 milionów rowerów. Ponieważ ich źródłem energii jest człowiek, krytyczny staje się problem zamiany energii na opór ruchu. Łożyska używane w rowerach wykonywane są z odmiennych materiałów niż spotykane w innych zastosowaniach oraz są konstrukcji o różnej jakości. Artykuł ma na celu dostarczenie wskazówek dotyczących zjawisk wpływających na opór ruchu i straty energetyczne łożysk. Najważniejsze to makro- i mikropoślizgi oraz histereza naprężeń. Głównym celem przeprowadzonych eksperymentów było znalezienie modeli matematycznych opisujących zależności pomiędzy oporem ruchu a trwałością łożyska rowerowego oraz jego cechami konstrukcyjnymi: współczynnikiem kształtu, obciążeniem osiowym oraz twardości bieżni w danych warunkach badawczych. Badania przeprowadzono na oryginalnym stanowisku badawczym. Została opisana jego konstrukcja oraz zasada działania. Zaprezentowano także procedurę optymalizacji cech konstrukcyjnych elementów łożyska. W procedurze wartości funkcji regresji Mf zostały zminimalizowane, podczas gdy wartości funkcji L(n)(10) zostały maksymalizowane. Procedura optymalizacji uwzględnia fakt, że wartości funkcji zawierają błędy losowe.

Słowa kluczowe

EN

bicycle bearing; constructional features; features optimization; resistance to motion; mathematical model

PL

łożysko rowerowe; cechy konstrukcyjne; optymalizacja; opory ruchu; model matematyczny

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2002
• Tom: nr 6
• Strony: 1663--1672
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Styp-Rekowski M.

• Mechanical Engineering Faculty, Technical and Agricultural University, al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz

Bibliografia

• 1. Harris T.A.: Rolling Bearing Analysis. Edit. by John Wiley and Sons Inc., New York 1966.
• 2. Pytko S.: Problems of Rolling Bearings Wear. Proceedings of International Conference „Advances of Rolling Bearings - ISKRA 100". Kielce 1996, pp. 301-316 (in Polish).
• 3. Styp-Rekowski M.: Diagnose of Special Rolling Bearings. Diagnostyka, vol. 25/2001, pp. 65-71 (in Polish).
• 4. Styp-Rekowski M.: Some Aspects of Rolling Friction Resistance in Complex Tribological Pairs. Tribotest Journal, vol. 5, No. 3/1999, pp. 303-312. Edit. by Leaf Coppin (UK).
• 5. Styp-Rekowski M.: Some Problems of One-track Vehicle Bearings. Proceedings of IInd Conference „Problems of Unconventional Bearing Systems". Łódź, 1995, pp. 53-56 (in Polish).
• 6. Styp-Rekowski M.: Some Constructional Features Versus Exploitational Properties of Special Rolling Bearings. Proceedings of Japan International Tribology Conference. Nagoya, Japan, 1990, pp.767-772.
• 7. Styp-Rekowski M., Knopik L.: Polioptimization Process of Rolling Bearings Considering Randomness of Experiment's Results. Proceedings of XIX Conference „Polioptimization and CAD". Koszalin - Mielno 2001, pp. 407-414 (in Polish).
• 8. Zwirlein O., Schlicht H.: Rolling Contact Fatigue Mechanism - Accelerated Testing Versus Field Performance. In: „Rolling Contact Fatigue Testing of Bearing Steels". Edit. by ASTM, No. 771, Philadelphia, USA 1983, pp. 358-379.