Modelowanie zjawisk kontaktowych w łożysku skośnym metodą elementów skończonych

• Autorzy: Kosmol J. , Lis P.

Warianty tytułu

EN

Modelling of contact effects in ball bearing using finite element method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obliczenia oporów ruchu w łożysku tocznym wymagają informacji o oddziaływaniach pomiędzy kulką i bieżniami łożyskowymi w strefach kontaktowych. Istniejące modele obliczeniowe nie zapewniają wystarczającej dokładności, ponieważ nie uwzględniają wpływu prędkości obrotowej na opory ruchu. Współczesne, komercyjne programy klasy Ansys umożliwiają modelowanie zjawisk kontaktowych, wykorzystując dostępne modele kontaktowe. W analizowanym przypadku wzięto pod uwagę model Frictional, który umożliwia modelowanie zarówno tarcia jak i przemieszczeń kulki względem bieżni pierścieni. W programie Ansys można symulować występowanie sił odśrodkowych wynikających z ruchu obiegowego kulki oraz sił żyroskopowych wnikających z ruchu obrotowego kulki wokół własnej osi i z jej ruchu obiegowego. Program Ansys pozwala obliczać siły (reakcje) występujące w strefach kontaktowych. Te siły, wraz ze współczynnikiem tarcia tocznego, pozwalają na oszacowanie momentu oporów ruchu łożyska w funkcji prędkości obrotowej i napięcia wstępnego łożyska. W referacie przedstawiono przykładowe wyniki takich badań dla wybranego łożyska tocznego skośnego.

EN

Calculation of ball bearing resistance needs information about reactions in contact zone. Having such information and taking into account a coefficient of rolling friction the designer can calculates the resistance motion of a bearing. The contact forces depend on rotational speed and on preload of bearing. The rotational speed influences on centrifugal force and gyroscoping force. Professional finite element codes like Ansys makes possible to simulate contact effects in ball bearing using exited models of contact. We have used the Frictional model which enables to model friction and displacements of balls. Ansys makes possible to calculate the influence of centrifugal and gyroscopig forces caused by the ball while turn round the inner ring and turn round own axis on the forces in contact zones. The paper presents examples of results obtained from our simulation as an influence of rotational speed and preload on forces in contact zones and resistance motion of a bearing calculated on such forces.

Słowa kluczowe

PL

łożysko skośne; opory ruchu; MES

EN

ball bearing; resistance of movement; FEM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 25, nr 56
• Strony: 65--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Kosmol J.

• Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska

autor

Lis P.

• Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Harris T., Kotzalas M.: Rolling bearing analysis.5th ed. Essential Concepts of Bearing Technology. Taylor&Francis Group, London, 2013, p.371.
• 2. Kosmol J., Chwieduk P.: Doświadczalne wyznaczanie oporów ruchu łożyska skośnego. „Modelowanie Inżynierskie” 2014, nr 51, t. 20, s.42-47.
• 3. Lis P.: Badania modelowe łożyska skośnego metodą elementów skończonych. Praca dyplomowa. Gliwice: Pol. Śl., 2014.
• 4. Liao N.T., Lin J.F.: Ball bearing skidding under radial and axial loads. “Mechanism and Machine Theory” 2002, 37, p.91-113.
• 5. Antoine F., Abba G., Molinari A.: A new proposal for explicit angle calculation in angular contact ball bearing. “Journal of Mechanical Design” 2005, Vol. 128 (2), p.468-478.