Wyznaczanie charakterystyk zastępczych kulek w numerycznym modelowaniu łożysk tocznych wieńcowych

• Autorzy: Kania L. , Śpiewak S.

Warianty tytułu

EN

Determination of equivalent characteristic of balls in numerical modelling of slewing bearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Charakterystyki zastępcze części tocznych umożliwiają ich modelowanie za pomocą elementów prętowych w modelach numerycznych łożysk wieńcowych wykonanych przy użyciu metody elementów skończonych. W pracy omówiono sposób wyznaczania charakterystyki zastępczej kulek w łożysku wieńcowym kulkowym jednorzędowym. Wykorzystano w tym celu model strefy styku kulki z bieżnią łożyska oraz segment modelu numerycznego pierścienia łożyska z tzw. superelementem. Przedstawiono założenia budowy modelu i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Obliczenia wykonano przy założeniu sprężysto-plastycznego stanu materiału z uwzględnieniem tarcia na powierzchniach styku.

EN

Equivalent characteristics of rolling elements enable their modelling with help of truss elements in finite element method based numerical models of slewing bearings [2, 3, 4]. A new method for determination of equivalent characteristics of balls in a single-row ball slewing bearing (Fig. 1) is presented in the paper. At the first stage of calculations the numerical model of the ball contact zone with the bearing raceway was developed (Fig. 2). The model is divided into sections. In the 2 and 3 contact sections There was used a material in elastic-plastic state with bilinear characteristic (Fig. 3) in 2 and 3 contact sections, while in 1 and 4 sections - an elastic one. At the second stage the numerical model of a bearing ring segment (Fig 4.) with a super-element (Fig. 5) was developed. The super-element consists of two pairs of rigid beam elements (2) and an elastic truss element (1) with nonlinear characteristic ??-?. The model was loaded with a force calculated by formula (2) with the material hardness coefficient according to [9]. Numerical calculations were carried out with ADINA software [7]. Table 1 and Fig. 6. present the equivalent characteristic of the ball. The calculations results were approximated by power function (4). The new method for calculation of the bearing ball equivalent characteristic allows for accurate simulation of the bearing contact zone. It can be applied to all types of ball slewing bearings. Accurate estimation of the ball equivalent characteristic will have positive influence on accuracy of calculating the bearing capacity.

Słowa kluczowe

PL

łożyska wieńcowe; strefa styku; charakterystyka zastępcza

EN

slewing bearings; contact zone; equivalent characteristic

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 6
• Strony: 334--337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Kania L.

autor

Śpiewak S.

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn,

Bibliografia

• [1] Mazanek E.: Zagadnienia konstrukcyjne i wytrzymałościowe w wielkogabarytowych łożyskach tocznych wieńcowych. Seria monografie, nr 105. Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2005.
• [2] Kania L.: Analiza obciążenia wewnętrznego łożysk tocznych wieńcowych w aspekcie ich nośności statycznej. Seria monografie, nr 111. Wydawnictwa Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2005.
• [3] Smolnicki T.: Fizykalne aspekty koherencji wielkogabarytowych łożysk tocznych i odkształcalnych konstrukcji wsporczych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002.
• [4] Kania L.: Modelling of rollers in slewing bearing calculations with the use of finite elements. Mechanism and Machine Theory, 41 (2006): 11, 1359–1376.
• [5] Eschmann P., Hasbergen L., Weigand K.: Die Wälzlagerpraxis. Handbuch für die Berechnung und Gestaltung von Lagerungen. Oldenbourg Verlag–Wien, München 1987.
• [6] Krzemiński-Freda H.: Łożyska toczne. PWN, Warszawa 1989.
• [7] ADINA. Theory and Modeling Guide. Volume 1: ADINA. ADINA R&D, Inc., Watertown 2008.
• [8] Mazanek E.: Modele obliczeniowe i charakterystyki nośności statycznej łożysk tocznych wieńcowych. Monografie, nr 60. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
• [9] Kania L.: Wyznaczanie dopuszczalnego obciążenia wałeczków w łożyskach wieńcowych. Zeszyty Naukowe Wydziału Mechanicznego Politechniki Koszalińskiej, 40 (2007): 135–142.