The article [L. 3]presents a method of preload selection in angular contact ball bearings based on their durability. The preload can be expressed as a force or as a dislocation (distance). Depending on the regulation method, the preload is also indirectly connected with the moment of friction in a bearing. The objective of the paper is to determine a maximum preload in angular contact ball bearings, based on the moment of friction in a system of bearings.
PL
W artykule [L. 3]przedstawiono metodę doboru napięcia wstępnego w łożyskach kulkowych skośnych, kierując się ich trwałością. Napięcie wstępne może być wyrażone jako siła lub jako przemieszczenie (odległość). Zależnie od metody regulacji, napięcie wstępne jest pośrednio związane także z momentem tarcia w łożysku. Celem tej pracy jest określenie maksymalnego napięcia wstępnego w łożyskach kulkowych skośnych, kierując się momentem tarcia występującym w układzie łożysk.
The regulation of the preload of angular contact ball bearings is mentioned in specialist literature, but only as a practical activity carried out based on experience, still without selection methodology. At present, there exists no widely accessible method of this load selection. Neither the literature on the subject nor catalogues of bearings producers give recommendations for the selection of this parameter, which is most often perceived intuitively. Still, it is known that its wrong selection can have a catastrophic influence on the durability of bearings. In consequence, there exists a problem of the accurate choice of preload (i.e. of such a preload that the durability of bearings will not be significantly decreased). The aim of the study is to determine the maximum preload in angular contact ball bearings by the criterion of durability, taking into account shaft flexibility and the flexibility of bearings. In order to determine a general influence of preload on fatigue life of bearings, numerous calculations were made for different locations of the plane of load.
PL
Regulacja napięcia wstępnego łożysk kulkowych skośnych jest wzmiankowana w literaturze przedmiotu, ale tylko jako działanie praktycznie stosowane w oparciu o doświadczenie, natomiast bez metodyki doboru. Obecnie nie istnieje powszechnie dostępna metoda doboru tego napięcia. Literatura fachowa ani też katalogi producentów łożysk nie podają dokładnej metody doboru tego parametru. Jest natomiast wiadome, że błędny jego dobór może katastrofalnie zaważyć na trwałości łożysk. W związku z tym istnieje problem trafnego doboru napięcia wstępnego (tzn. takiego, że nie będzie istotnie zmniejszona trwałość łożysk). Celem tej pracy jest określenie maksymalnego napięcia wstępnego w łożyskach kulkowych skośnych, kierując się jego trwałością, z uwzględnieniem sprężystości wału oraz sprężystości łożysk.
Łożyska kulkowe skośne są zwykle stosowane w takich sytuacjach, kiedy potrzebne jest uzyskanie dużej sztywności łożyskowania. Jednakże znaczące zwiększenie sztywności można uzyskać dopiero dzięki wprowadzeniu napięcia wstępnego (tzw. zacisku montażowego) do układu łożysk skośnych. Celem tej pracy jest określenie, jak położenie płaszczyzny obciążenia wpływa na dobór zacisku.
EN
Angular contact ball bearings are commonly used when high stiffness of the bearing is needed. However, a significant stiffness increase can be achieved only through introducing preload (mounting tightness) to the system of angular ball bearings. The aim of the study is to determine how the location of a plane of a load influences the selection of preload in a system of angular contact ball bearings, and, in consequence, the durability of the bearing.
Optimum values of preload can be achieved in well-tried constructions and then applied in similar structures. For new structures, it is recommended to calculate the preload force and to test the correctness of calculation by means of experiments. In practice it may be necessary to introduce corrections, because not all real work parameters can be precisely known. Credibility of calculations depends, first of all, on the consistence between the assumptions concerning temperature conditions during work and elastic deformations of cooperating elements – first of all of a holder – and the real work conditions. The aim of the study is to determine how preload influences the work of a system of angular ball bearings, in relation to durability of bearing, moment of friction and rigidity of the bearing.
PL
Optymalne wartości napięcia wstępnego można uzyskać ze sprawdzonych konstrukcji, a następnie zastosować w konstrukcjach podobnych. W przypadku nowych konstrukcji zaleca się obliczenie siły napięcia wstępnego i eksperymentalne sprawdzenie poprawności obliczeń. W praktyce może być potrzebne wprowadzenie korekt, ponieważ nie wszystkie rzeczywiste parametry pracy mogą być dokładnie znane. Wiarygodność obliczeń zależy przede wszystkim od tego, na ile założenia poczynione w stosunku do warunków temperaturowych podczas pracy i odkształceń sprężystych współpracujących elementów – przede wszystkim oprawy – zgodne są z warunkami rzeczywistymi. Celem niniejszej pracy jest określenie, jak wpływa napięcie wstępne na pracę układu łożysk kulkowych skośnych, z uwzględnieniem trwałości łożyskowania, momentu tarcia oraz sztywności łożyskowania.
Łożyska kulkowe skośne są zwykle stosowane w sytuacjach, w których jest potrzebne uzyskanie dużej sztywności łożyskowania. Jednakże znaczne zwiększenie sztywności można uzyskać dopiero dzięki wprowadzeniu napięcia wstępnego (zacisku montażowego) do układu łożysk skośnych. Celem tego artykułu jest przedstawienie metody oceny wpływu napięcia wstępnego układu łożysk skośnych na ich trwałość.
EN
Angular contact ball bearings are commonly used in such situations when you need to reach high bearing stiffness. However, a significant stiffness increase can be achieved only through the introduction of preload to the angular contact bearings. The purpose of this paper is to present a method for assessing the effect of preload of the angular contact bearings for their durability.
A system consisting of a shaft and three bearings is statically undetermined. In line with external loads, shaft rigidity and bearing rigidity also influence the scale of loading of supports (i.e. bearings). It is taken into consideration that fulcrums of a conventional shaft line (determined by inner bearing rings) may not be located along one straight line due to errors in setting of bearing cases.
PL
W układach napędowych maszyn i urządzeń bardzo często występują długie wały napędowe, które wymagają osadzenia na kilku podporach. Dlatego też ustalenie wpływu dokładności wykonania i montażu oraz warunków pracy łożysk na ich trwałość jest bardzo istotne. W artykule tym podjęto próbę określenie wpływu niewspółosiowości łożyska środkowego na trwałość łożyskowania wału trzypodporowego, uwzględniając przy tym luzy w łożyskach i sprężyste przemieszczenia w łożyskach. Opisano model fizyczny ułożyskowanego wału oraz sposób rozwiązania zagadnienia. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci wykresów.
Obserwując rozwój architektury na przełomie XX i XXI wieku, można dostrzec niezmienną potrzebę kreacji przestrzeni przy pomocy prostej, czystej i zdyscyplinowanej geometrycznie bryły z jednoczesnym dążeniem do uzyskania przez nią maksymalnej lekkości, ulotności czy wręcz dematerializacji. Współczesne możliwości wykorzystania szkła i dostępne rozwiązania techniczne umożliwiają zrewolucjonizowanie tradycyjnego rozumienia formy prostopadłościanu w stronę postrzegania go w kategoriach bardziej abstrakcyjnych a mniej materialnych.
EN
Observing development of architecture at the turn of the twentieth and twenty first century, one can see a constant need for the creation of space with the help of a simple, clear, geometrically disciplined solid with a simultaneous aim to achieve its maximum lightness, volatility, or even dematerialization. Contemporary possibilities to use glass and available technical solutions make it possible to revolutionize the traditional understanding of the cuboidal form towards its perception in more abstract and less material terms.
W artykule zaprezentowano sposób określenia zależności między siłą promieniową obciążającą łożysko kulkowe wzdłużne a przesunięciem promieniowym jednego pierścienia względem drugiego. Przesunięcie takie może się pojawić w typowym łożyskowaniu i w konsekwencji doprowadzić do przedwczesnego zużycia łożyska. Metodę określenia tej zależności (nazwanej sztywnością promieniową) zilustrowano przykładowymi wynikami obliczeniowymi, uzyskanymi za pomocą programu komputerowego.
EN
Method of determination the relationship between the radial force loading the bearing and radial displacement of one ring relative to the other was presented in the paper. Such displacement may occur in a typical bearing and consequently lead to premature wear of bearing. The method of determining this relationship (called radial stiffness), was illustrated by examples of computational results, obtained using suitable computer program.
Dotychczasowe obliczenia trwałości łożysk wału oparte są na założeniu, iż wszystkie łożyska wału są współosiowe. Oprócz tego łożyska traktuje się jak podpory doskonale sztywne o charakterze przegubowym. W rzeczywistości dokładne wykonanie osadzeń łożysk w niektórych przypadkach jest niemożliwe, a w łożyskach występują ugięcia sprężyste, które wpływają na przebieg linii wału oraz mają wpływ na trwałość łożysk. Celem tej pracy jest określenie wpływu niewspółosiowości łożysk w połączeniu z ugięciami w łożyskach na trwałość łożyskowania wału trzypodporowego.
EN
Up to now calculations of shaft bearing durability were based on the assumption that all of shaft bearings were collinear. Additionally bearings were treated usually as an ideally stiff articulated supports. In reality, hard-grade work of bearing mounting in some cases is impossible, elastic deflections occurred in bearings influence on shaft line's course and on bearings durability. The aim of the work was determination of impact of bali bearings misalignment in connection with bearings deflection on bearing stability of three-bearing shaft.
Bearings of three-bearing shafts are usually treated as ideally-rigid articulated supports. In literature, the reactions of supports and bending moments of multi-bearing shafts are calculated taking into consideration only shaft elasticity. In fact, also deformation is present in these bearings, and it changes the shaft bending line. The deformation thus influences distribution of bending moment and reaction of supports. It is the most important difference when comparing two-bearing with three-bearing shafts. Moreover, in most types of bearings, a reactive bending moment is the response of bearing to unparallel position of inner bearing rings in relation to outer rings, that is to the tilt angle. As a result, real loads of rolling elements differ from theoretical ones. The aim of the paper is to develop a method of calculating generalized loads in rolling bearings of a three-bearing shaft taking into consideration shaft deformation, deformations in bearings and reactive moments of bearings caused by tilt angle.
PL
Łożyska wału trzypodporowego traktuje się zazwyczaj jako podpory doskonale sztywne o charakterze przegubowym. W rozwiązaniach znanych z literatury reakcje podpór i momenty gnące wałów wielopodporowych są obliczane przy uwzględnieniu sprężystości wału, ale bez uwzględnienia sprężystości podpór. W rzeczywistości w łożyskach również występują odkształcenia, które zmieniają ugięcie wału. Te odkształcenia wpływają zatem na rozkład momentu gnącego i na reakcje podpór. Jest to najistotniejsza różnica między rozważaniami dotyczącymi wałów dwupodporowych i trzypodporowych. Ponadto w większości rodzajów łożysk pojawia się reakcyjny moment gnący jako odpowiedź łożyska na nierównoległe ustawienia pierścieni wewnętrznych łożyska względem pierścieni zewnętrznych czyli na wychylenie kątowe. W efekcie, obciążenia części tocznych różnią się od obciążeń teoretycznych. Celem tej pracy było uzyskanie metody obliczania obciążeń uogólnionych w łożyskach tocznych wału trzypodporowego z uwzględnieniem odkształcenia wału, odkształceń w łożyskach i momentów reakcyjnych łożysk wywołanych wychyleniem kątowym.
W łożyskach najczęściej używanych producenci stosują ustalone wartości współczynnika przylegania. Przy produkcji łożysk specjalnych wytwórcy oferują wykonanie łożyska z żądanym przez odbiorcę współczynnikiem przylegania. Wpływ współczynnika przylegania na trwałość pojedynczego łożyska obciążonego siłą promieniową jest znany. Celem pracy jest zbadanie tego wpływu w przypadku łożyskowania trzypodporowego, w którym wy-stępują wzajemne oddziaływania między łożyskami, a komplikacje są wywołane przez obecność sił osiowych działających na wał.
EN
In the most common bearings, manufacturers apply fixed contact coefficient values. Manufac-turers of special bearings can meet requirements of customers in that matter. Effect of contact coefficient value on durability of the individual bearing is well known. The aim of the work is evaluation of this effect in the case of three-bearing shaft, where interactions between bearings are present. Axial forces operated in the shaft make this case more complicated.
Zastosowanie metody wizualnej obserwacji i zapisu wielu parametrów, wspomaganej komputerowo, dla materiałów konstrukcyjnych, pozwala na porównanie i prawidłową analizę zachodzących zmian przy przejściu od tarcia normalnego do sczepiania. Ma to również istotne znaczenie dla prognozowania warunków powstawania sczepiania. Badania prowadzono przy jednoczesnej analizie jakościowej i ilościowej warstwy wierzchniej. W pracy stwierdzono istnienie okresu przejściowego między normalnym /utleniającym/ zużyciem a sczepianiem dla stopu łożyskowego Ł6. W okresie przejściowym zaobserwowano nieznaczny wzrost zużywania się elementów trących. Intensywność zużywania znacznie wzrasta przy pojawianiu się patologicznych form zużywania.
EN
The application of computer aided multi-parameter visual observation and recording method for the analysis of construction materials makes it possible to compare and investigate the transition phenomena from normal friction to scuffing. The method is also very essential to predict actual conditions of scuffing development. The investigations involved both the qualitative and quantitative analysis of the investigated surface layer. The paper shows an existence of a transition stage from normal /oxidation/ wear to scuffing for the analyzed bearing alloy Ł6. A small wear increase of friction elements was observed in the transition period. However, the wear intensity was found to be growing significantly with an appearance of degenerative wear forms.
Łożyska wału trzypodporowego traktuje się zazwyczaj jako podpory doskonale sztywne o charakterze przegubowym. Literaturowe wyznaczanie reakcji i momentów gnących wałów trzypodporowych odbywa się przy uwzględnieniu tylko sprężystości wału. Nie uwzględnia się sprężystości podpór. W rzeczywistości w łożyskach również występują odkształcenia, które powodują dodatkowe ugięcie wału i wpływają na naprężenia kontaktowe łożyska. Odkształcenia te są zależne m.in. od współczynnika przylegania. Celem pracy jest stwierdzenie, jak wpływa współczynnik przylegania na naprężenia kontaktowe łożysk wału trzypodporowego.
EN
Bearings of the three-bearing shaft are treated usually as an ideally stiff articulated supports. Determination of reactions and bending rnoments of three-bearing shafts take place only with the consideration of shaft elasticity. There is not considered elasticity of bearings. In fact strain is present also in bearings and cause additional shaft's deflection and influence on contact stresses in bearing. These strains are dependent on (among the other things) adhesion coefficient. The goal of the work was determination of adhesion coefficient influence on contact stresses of bearings in three-bearing shaft.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia wyniki komputerowej analizy wpływu maksymalnego dopuszczalnego rozosiowania łożysk turbozespołu 13K215 na jego stan dynamiczny. Dla celów tej analizy zostały wyznaczone zakresy dopuszczalnych przemieszczeń łożysk ze względu na kryteria dopuszczalnych drgań łożysk. Pokazano, w jaki sposób przemieszczenia dwóch newralgicznych łożysk turbozespołu w stosunku do ich położenia bazowego zmienia warunki ruchowe wszystkich łożysk ślizgowych, co uwidacznia się w wielkości i kształcie trajektorii czopów łożyskowych. Wyniki zostały przedstawione graficznie w postaci zbioru względnych trajektorii wszystkich siedmiu łożysk. Stwierdzono, że przemieszczenie jednego z łożysk pary w pewnym kierunku wywołuje podobny efekt, jak przemieszczenie drugiego z łożysk w kierunku przeciwnym. Przyczyny tego podobieństwa można wyjaśnić na podstawie analizy zjawisk w filmie olejowym łożysk.
EN
The bearings of three-support shaft are treated usually as perfectly rigid, without any restraint on the rotation of shaft axis. In the solutions known in the literature, the bearing reactions and bending moments of multi-support shaft are determined with consideration of shaft flexural elasticity, but without considering the bearing elasticity. In reality however, the deformations occur in the bearing as well, causing additional deflection of the shaft. These deformations affect the bending moment distribution, and the bearing reactions. It is the most characteristic difference between the two-support shaft and three-support shaft consideration. In addition to this, in the majority of bearing types, the reactive bending moment appears as the reaction to angular deflection. As a result of this, loading of the roller elements differ from theoretical (ideal) loads. The purpose of this work is to obtain the method of calculation of loads and moments in three-support bearings system of shaft support, including in the analysis the shaft deflection, bearings deformations and mentioned above bearing reactive moments. The following reciprocal influences are taken into account: the shaft deflection affects the unparallelism of bearing rings, but on the other hand, the bearings moments, caused by unparallel rings positioning, decrease the shaft deflection.
W artykule przedstawiono dokładniejszy sposób określenia trwałości zmęczeniowej łożyskowania wału trzypodporowego z uwzględnieniem luzów w łożyskach i ugięcia łożyskowanego wału oraz porównano go z metodą katalogową. Uwzględnia się wzajemne wpływy: ugięcie wału wpływa na nierównoległość pierścieni łożyska, ale z drugiej strony moment reakcyjny łożyska wywołany nierównoległym ustawieniem pierścieni ogranicza ugięcie wału.
W artykule jest dyskutowane obliczanie trwałości zmęczeniowej przy skokowo zmiennych parametrach pracy łożysk tocznych, według dwóch różnych metod, podawanych w różnych katalogach i poradnikach. Została wykazana równoważność obydwóch metod co do zasady, ale jednocześnie autor poleca stosowanie jednej z tych metod ze względu na wady drugiej w pewnych zastosowaniach.
EN
In this paper there are presented two methods of calculating the rolling bearing durability (rating life) in variable operating conditions (load and rotational speed). These two methods are given in modern bearing catalogues [L. 1, 2]. The first of them depends on using of formulas (1), (2), and (3); the second one - on bringing into play the expression (4). Further there is presented the analysis of equivalence degree of both methods. There are described some conditions, with assuring of which the both methods are proved equivalent. Subsequently, there is shown the exemplary calculation of durability for ball bearing and roller bearing. The magnitude of difference between the effects of these both methods results from the calculation. It was shown, that the effects are identical only in the case of calculation of nominal durability (basic rating life) for ball bearing. The greatest difference occurs, when the adjusted rating life (with the coefficient of lubrication a3) is calculated. The conclusion is drawn, that in any event it is better to employ the expression (4), because it never gives the improper results.
W artykule przedstawiono informacje dotyczące praktyki eksploatacyjnej miniaturowych łożysk tocznych. Zebrano najczęściej spotykane wymagania dotyczące działania tych łożysk. Zaprezentowanono szereg czynników wpływających na moment tarcia w ruchu oraz na trwałość zmęczeniową, zwracając szczególną uwagę na czynniki niedoceniane, bo mało istotne w pracy łożysk tocznych powszechnego użytku, takie jak rodzaj koszyka, rodzaj ewentualnego uszczelnienia, współczynnik przylegania, dokładność wykonania łożyska, dokładność wykonania wałka i oprawy, ridzaj i ilość środka smarowego.
EN
In the present article there are shown some problems connected with operation of miniature ball bearings in measuring instruments. In this using the two main requirements must be fulfilled by the bearing: a small frictional moment and suitable rating life. In some instruments, e.g. flow meter, the suitable indication strongly depends on magnitude of torque. The torque depends on following factors: sort of material, seal, bearing size, accuracy, internal clearance, imperfection of shaft and housing, load, rotational speed, sort and quantity of lubricant. It was shown, that the bearing for measuring instruments should have the following features: The balls and rings in stainless steel; ribbon retainer in pressed steel (may be with Teflon-coating); the baring without seals, only with shields if it is necessary; the bearing size as small as possible; good accuracy grade; large internal clearance (C3-C4); there shouldn't be close fit neither on shaft nor in housing; very important is the coaxiality of both of bearing in the arrangement; if the strong axial force is acting, the greater osculation rating of ball and race is profitable to decrease the equivalent load; as a lubricant should be used the small viscosity oil (ca 10cSt/20°C) and in a very small quantity. The high osculation rating is also profitable with regard to the bearing durability. In some conditions (very great axial force) there may be used unorthodox bearing arrangement: one angular contact bearing and the deep groove bearing as the second. Generally: the correct mounting and the strict cleanliness is an essential condition for the good performance of all miniature bearings.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.