Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Selection of preload in tapered roller bearings arrangement according to durability criterion

Kaczor Jaroslaw

Tribologia

|

2023

|

nr 3

31--42

EN

The main purpose of using tapered roller bearings is to obtain high bearing stiffness. High bearing stiffness is achieved by using an appropriate mounting clamp in the bearing system. The mounting clamp, or in other words, the pre-clamp, is currently selected based on experience. The literature lacks precise indications regarding the size of the initial clamp of the bearing arrangement depending on the external load, and it is selected intuitively. The wrong choice of preload can have a disastrous effect on the life of the entire bearing arrangement. This study aims to determine the maximum preload in the tapered roller bearing system, taking into account its durability and the elasticity of the bearings and the shaft. In this article, different load variants are analysed, considering the effect of preload on the fatigue life of the bearing system, and recommendations are proposed for the acceptable preload value depending on the size of the bearings used.

PL

Głównym celem stosowania łożysk stożkowych jest uzyskanie dużej sztywności łożyskowania. Uzyskanie dużej sztywności łożyskowania osiąga się poprzez zastosowanie odpowiedniego zacisku montażowego w układzie łożysk. Zacisk montażowy czy inaczej mówiąc – zacisk wstępny dobierany jest obecnie w oparciu o doświadczenie. W literaturze brakuje dokładnych wskazówek dotyczących wielkości zacisku wstępnego układu łożysk w zależności od obciążenia zewnętrznego i jest on dobierany intuicyjnie. Zły dobór zacisku wstępnego może mieć katastrofalny wpływ na trwałość całego układu łożyskowego. Celem tej pracy jest określenie maksymalnego napięcia wstępnego w układzie łożysk stożkowych, biorąc pod uwagę jego trwałość przy uwzględnieniu sprężystości łożysk oraz sprężystości wału. W artykule przeanalizowano różne warianty obciążenia z uwzględnieniem wpływu napięcia wstępnego na trwałość zmęczeniową układu łożyskowego oraz zaproponowano zalecenia dotyczące dopuszczalnej wartości napięcia wstępnego w zależności od rozmiaru zastosowanych łożysk.

2

Influence of pressure changes on the viscosity of lubricating oil in CFD simulations of conical bearing hydrodynamic lubrication

Czaban Adam, Miszczak Andrzej

Journal of KONBiN

|

2022

|

Vol. 52, iss. 3

259--277

EN

The aim of this study is to consider the effect of pressure on the viscosity of lubricating oil in the adopted model of hydrodynamic lubrication and on the calculated flow parameters and operating parameters of a conical slide bearing. The numerical analysis consisted in solving the Reynolds type equation for the process of stationary hydrodynamic lubrication.

PL

Celem niniejszej pracy jest zbadanie, w jakim stopniu uwzględnienie wpływu ciśnienia na lepkość oleju smarnego, w przyjętym modelu hydrodynamicznego smarowania, oddziałuje na obliczane parametry przepływowe i eksploatacyjne analizowanego stożkowego łożyska ślizgowego. W badaniach wykorzystano znane z literatury równanie typu Reynoldsa, określające proces stacjonarnego hydrodynamicznego smarowania.

3

Effect of tapered roller bearings preload on bearing system durability

Kaczor Jarosław

Tribologia

|

2021

|

nr 4

15--26

EN

Tapered roller bearings are usually used in situations in which high bearing stiffness is required. However, a significant increase in stiffness can only be achieved by introducing initial tension (mounting clamp) to the angular contact bearings arrangement. Just like in case of angular contact ball bearings and tapered roller bearings, the preload is an axial displacement of one bearing relative to the other, measured from the neutral state and causing an increase in the internal forces in the bearings. Positive preload causes contact pressures of the rolling parts to appear even when no external force acts. The purpose of this work is to present the influence of the initial tension of a tapered roller bearings system on life of these bearings.

PL

Łożyska stożkowe są zwykle stosowane w takich sytuacjach, kiedy potrzebne jest uzyskanie dużej sztywności łożyskowania. Jednakże znaczące zwiększenie sztywności można uzyskać dopiero dzięki wprowadzeniu napięcia wstępnego (zacisku montażowego) do układu łożysk skośnych. Identycznie jak w wypadku łożysk kulkowych skośnych, i w wypadku łożysk stożkowych, zacisk wstępny jest przesunięciem poosiowym jednego łożyska względem drugiego, mierzonym od stanu neutralnego a powodującym wzrost sił wewnętrznych w łożyskach. Dodatni zacisk wstępny wywołuje pojawienie się nacisków kontaktowych części tocznych nawet wtedy, kiedy nie działa żadna siła zewnętrzna. Celem tej pracy jest przedstawienie wpływu napięcia wstępnego układu łożysk stożkowych na ich trwałość.

4

Simplified computation methodology for contact forces on tapered rolling bearing with flexible parts

Sapietová A., Novák P., Šulka P., Sapieta M., Jakubovičová L.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2018

|

z. 99

177--182

EN

Durability calculations of bearings take in account the distribution of forces on rollers. Calculation of these forces in flexibly supported rings is the aim of the paper. We use simplified finite element (FE) models of bearings, which are integrated into the external geometry. This approach can consider the stiffness of the surrounding structure as well as the clearance of the bearing rings, the misalignment of bearings, shaft deflections, and the forces of crowning rollers. The presented results show an influence of the initial radial interference of the outer ring with housing on the distribution of forces in bearing rollers. As the radial stiffness of the housing is close to the stiffness of the outer ring interference, this causes considerable deformation of the housing. The presented approach is also able to calculate the distribution of contact pressures over any rolling element.

5

Comparison of rolling bearings’ diagnosing methods - procedures of damage introduction

Jakubek B., Jakubowicz M., Smułek W.

Vibrations in Physical Systems

|

2018

|

Vol. 29

art. no. 2018011

EN

The rolling bearings’ diagnosing methods used in exploitation diagnostics are not usually dedicated to the postproduction control. However, this does not mean, that they cannot be used there. A comprehensive comparison of the sensitivity of rolling bearings’ diagnosing methods to occurrence of faults and damage should be based on measurements of new, undamaged bearings and bearings with defects. An accurate determination of the location, size and origin of defects is expected from a set of testing bearings. The paper presents a comparison of three methods of damage introduction: sandblasting, pickling and spark erosion. Procedures for introducing damage into bearing’s races have been described. In addition, race’s geometries and vibration signals generated by operating bearings were compared.

6

The influence of the lubrication on the vibroacoustic signal generated by rolling bearings

Jakubek B., Barczewski R., Jakubowicz M.

Vibrations in Physical Systems

|

2017

|

Vol. 28

art. no. 2017004

EN

Long-life and failure-free operation of rolling bearings depends on the proper lubrication. Additionally lubrication reduces vibration and noise generated by the operating bearing. However, from the point of view of the post-production diagnostics, lubrication can lead to undesirable masking of damage and manufacturing defects. This article presents the comparison of parameters of vibroacoustic signals generated by tapered roller bearings under different lubrication conditions. The influence of the lubricant on the form of vibroacoustic signals in both amplitude and frequency terms was determined. The premises on the choice of the lubricant for the post-production diagnostics of rolling bearings have also been specified.

7

The influence of housing arrangement and interference on preload and theoretical lifetime of a system of taper roller bearings of a high speed shaft of a wind turbine gearbox

Bastian B., Gawarkiewicz R., Wasilczuk M.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

21--26

EN

A system of two taper roller bearings can carry loads with a high ratio of axial load to radial load. Such a system was proposed for a wind turbine gearbox following the poor durability of original bearing design with the aim of increasing durability. Because of size limits, a proposed system is composed of two different taper roller bearings. Standard manufacturers’ catalogues do not provide information on recommended pre-load or clearance conditions or the durability as a function of pre-load. That was the reason why durability was calculated on the basis of software provided by one of the manufacturers. The analysis presented in the paper shows the relationship between bearing fits, preload values, and the theoretical durability of the bearing.

PL

Zastosowanie zespołu łożysk stożkowych napiętych wstępnie pozwala przenosić obciążenia charakteryzujące się wysokim stosunkiem siły osiowej do siły promieniowej. Rozwiązanie wykorzystujące taki układ zaproponowano do przekładni turbiny wiatrowej w celu poprawy trwałości łożyskowania. Ze względu na ograniczenia gabarytowe jak i warunki obciążenia, zaproponowano układ dwóch różnych łożysk stożkowych. Katalogi producentów łożysk nie przedstawiają metod obliczeniowych trwałości takich zespołów. Trwałość zespołu łożyskowego została obliczona z wykorzystaniem oprogramowania dostarczonego przez producenta łożysk zgodnie z normą ISO/TS 16281:2008. W pracy przedstawiono analizę wzajemnych zależności między pasowaniem łożysk oraz wstępnym luzem osiowym między łożyskami układu a roboczym napięciem wstępnym oraz obliczeniową trwałością.

8

CFD analysis of the hydrodynamic lubrication of a misaligned, slide conical bearing

Czaban A.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

41--53

EN

The lateral loads carried by hydrodynamic bearings, and also their uneven distribution, introduce an additional axial misalignment between the shaft and sleeve. The machining and mounting errors also result in improper initial alignment of bearing shaft or sleeve. Furthermore, due to vibrations, misalignment of shaft fluctuates during the operation of the bearing. This has an impact on the operating parameters of the bearing, and, in extreme cases, where the maximum allowable value of the misalignment is exceeded, the bearing can be damaged. The aim of this work is to investigate the effect of misalignment on the hydrodynamic pressure distribution in the conical sliding bearing lubrication gap and on the bearing load carrying capacity and friction force values. This paper shows the result of a CFD simulation of hydrodynamic conical bearings lubrication with the assumption that the bearings are misaligned, i.e. where the rotation axis of bearing shaft is not parallel to the axis of the cone of the bearing sleeve. The commercial CFD software ANSYS Fluent was used in this research. It was assumed that the flow of lubricating oil is laminar, without slipping on bearing surfaces, and that the oil has non-Newtonian properties.

PL

Nierównomierny rozkład sił obciążających łożysko ślizgowe, a co za tym idzie – deformacja wału powodują powstawanie nierównoległości pomiędzy osią czopa a osią panewki łożyska. Dodatkowo błędy procesu obróbki lub pomiędzy osią czopa i osią panewki. Położenie osi czopa nie jest stałe podczas pracy łożyska i zmienia się np. w związku z jego drganiami. Celem tej pracy jest zbadanie wpływu nierównoległości osi obrotu czopa w stosunku do osi panewki na rozkład ciśnienia hydrodynamicznego, wartości sił nośnych i na wartość momentu tarcia w stożkowym łożysku ślizgowym. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki symulacji CFD dla stożkowego łożyska ślizgowego przy założeniu, że przepływ oleju w szczelinie smarnej jest laminarny. Założono, że olej jest płynem o właściwościach nienewtonowskich, a zależność naprężeń od szybkości ścinania jest opisana relacją Ostwalda de Waele. Symulacje przeprowadzono dzięki wykorzystaniu komercyjnego oprogramowania CFD Ansys Fluent.

9

Doświadczalne i analityczne metody oceny pracy łożyska w warunkach zanieczyszczenia środka smarnego cząstkami stałymi

Nixon H., Springer T., Hoeprich M., Clouse D.

Przegląd Mechaniczny

|

2015

|

nr 1

44--48

PL

Doświadczenia pokazują, iż zanieczyszczenie środka smarnego cząsteczkami stałymi stanowi główną przyczynę uszkodzeń łożysk i kół przekładni, a w konsekwencji kosztów spowodowanych przestojem w pracy urządzeń, naprawami gwarancyjnymi i obniżeniem produktywności. Opracowano kilka doświadczalnych metod ułatwiających inżynierom-projektantom analizę oraz konstrukcję urządzeń mniej wrażliwych na takie zanieczyszczenia. Artykuł zawiera informacje porównujące wyniki testów trwałości łożysk oraz metody analizy predykcyjnej dla różnych typów łożysk stożkowych pracujących w warunkach zanieczyszczenia cząstkami stałymi. Najnowsze prace pozwoliły na opracowanie jednej metody analitycznej (wykorzystując metodę określania charakterystyki stanu powierzchni), powiązanie jej z testami trwałości łożysk w warunkach zanieczyszczenia cząstkami stałymi, a także określenie zmian w konstrukcji i sposobie projektowania łożysk, co umożliwiło zwiększenie trwałości łożysk pracujących w środowiskach zanieczyszczonych cząstkami stałymi.

10

Application of Lame's Equation to Analysis of Interference Connection of Cone Bearing

Manowski K., Ostapski W., Hać M.

Machine Dynamics Problems

|

2008

|

Vol. 32, No. 3

61-71

EN

The stress and strain analysis of interference connection between outer track of cone bearing and the casing is carried out in this study. The equilibrium equations for axially symmetric state of stresses and strains in rotary solids are derived. For further analysis the simplified 2-D model is used and the outer track of cone bearing is divided into elements - each one of constant diameter. The Lame's equation is used for each segment in order to conduct the stress and strain analysis. The obtained results are compared with those obtained with the use of the finite element method (Ansys system) applied for the 3-D model. In both cases the calculations were executed for maximum and minimum interference calculated from assumed dimensional deviations of the diameters of the bearing track and the casing.

11

Hydrodynamics models of conical sidle bearings lubrication in the magnetic field

Koprowski M.

Tribologia

|

2006

|

nr 3

95-106

EN

In this paper are presented two hydrodynamics models of conical slide bearing lubrication. The first model describes the Newtonian, stationary no isothermal oil (ferrooil) flow in the conical slide bearing in the magnetic field. The second model determines the non-Newtonian case of lubrication of the conical slide bearing in magnetic field. The numerical calculations are performed only for classical Newtonian lubrication.

PL

W referacie zaprezentowane zostały dwa modele hydrodynamicznego smarowania stożkowych łożysk ślizgowych. Pierwszy model przedstawia klasyczny przypadek smarowania łożysk ślizgowych. Drugi adekwatny jest dla nienewtonowskiego przypadku przepływu oleju w szczelinie stożkowego łożyska ślizgowego w obecności pola magnetycznego. Dodatkowo, w pracy przedstawione zostały wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzone dla dwóch porównywalnych geometrycznie łożysk ślizgowych, tj. walcowego i stożkowego. Otrzymane wyniki zaprezentowano w formie graficznej.

12

Mechanical parameters of a multilobe conical bearing with ferromagnetic lubricant

Walicki E., Walicka A., Jurczak P., Michalski D.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, Spec. is

119-126

EN

In this paper the authors present a solution to the problem of an inertia effect of ferromagnetic lubricant flow in a multilobe conical bearing. The problem was solved by Galerkin's method after assuming that the bearing is lubricated with an incompressible Newtonian lubricant. The general form of solutions for pressure distribution and axial load for particular cases of the bearing geometry are given

13

Wpływ napięcia wstępnego na zastępcze obciążenie łożysk stożkowych

Raczyński A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 69

455-462

14

Związek trwałości układu łożysk stożkowych z napięciem wstępnym

Raczyński A.

Przegląd Mechaniczny

|

2001

|

nr 6

13-17

PL

W artykule jest rozważane znaczenie napięcia wstępnego (montażowego) układu łożysk stożkowych dla sztywności i trwałości zmęczeniowej tych łożysk, szczególną uwagę zwrócono na trwałość, poglądowo zilustrowano zmiany obciążenia wałeczków łożysk stożkowych w zależności od zbliżenia pierścieni zewnętrznych, przy czym uwidoczniono korzystny wpływ tego zbliżenia w przypadku działania siły osiowej w łożyskowaniu, przedstawiono model obliczeniowy i podstawy programu komputerowego do wyznaczenia obciążenia części tocznych w zależności od obciążeń zewnętrznych i napięcia wstępnego, zamieszczono przykładowe wyniki obliczeń dowodzące, że w pewnym zakresie wartości napięcia wstępnego można dzięki niemu uzyskać zmniejszenie obciążeń wałeczków w jednym z łożysk układu.

EN

How the assembly stress in a cone bearings set mattters to the rigidity and fatigue life of these bearings. particular attention is given to the life. Shown illustratively are changes of loading of the rollers of the cone bearings depending on the nearness of the outer rings, emiphasis being put on the advantageous influence of the nearness when an axial force acts in the bearing system. A calculation model and based of the computer program for determining the loading of the rolling parts depending on the outer loadings and the assembly stress. Examples of calculation results which evidence that to some degree of the assembly stress it is posiible to gain thanks to it a decrease in the loading of the rollers in one of the bearings of the set. This can be utilized e.g. for choosing a bearing of a lower load capacity.

15

Wpływ mikrogeometrii na parametry pracy łożysk stożkowych

Raczyński A.

Tribologia

|

2000

|

nr 1

90-110

PL

W artykule przedstawiono badanie wpływu korekcji i geometrii styku na biezni pomocniczej łożyska stożkowego na tarcie i naciski kontaktowe przy różnej makrogeometrii i różnych obciążeniach. Metoda obliczeń jest opisana w poprzednim artykule autora. Charakterystyki momentu tarcia i nacisków kontaktowych służą określeniu optymalnych wartości parametrów mikrogeometrycznych. Są przedstawione zależności tych optymalnych parametrów od makrogeometrii łożyska. Podane zalecenia mogą być bezpośrednio wykorzystane do projektowania kształtu powierzchni roboczych łożyska stożkowego, charakteryzującego się zmniejszonymi oporami ruchu i większą prędkością graniczną.

EN

The following work represents the continuation of the former articles written by the same author: "Purposes and Possibilities of the Use of Correction in Roller Bearings" and "The Method of Analysis of Pressures and Friction in Roller Bearings from the Aspect of the Contact Correction". .In order to do research work on the influence of microgeometrical dimensions (beta,hi, ho, hw, delta, Rk) on friction lisses and contact pressure the author worked out the computer programme based on method shown in (L.6). In the programme, equations of equilibrium are solved first, then running parameters are calculated (primarily the moment of friction of a bearing and contact pressures) for given bearing dimensions and axial load Fa. The choice of correction of main bearing races and main surface of roller. Research was carried out for ten bearing sizes. For each size, 306 correction combinations were determined. For each combination calculations in the range of angle beta from (βn - 4') to (βn + 4') ware made to obtain the smallest moment M(T) value. Relative load was assumed at P/C =0,35 level. In all series with a contact angle α less then 17° the smallest values of M(T) are achieved at the correction system that is hi=hw>0 ho=0. Only in the 313 series (α=28°48'39") the smallest values of M(T) are achieved at the correction system: hi=hw>0, ho(…)2hi.The proper correction value depends and its dimensional proportions. Therefore, the choice of correction value was solved by means of non-dimensional method for fictitious bearings with different macrogeometry. The results of these calculations are illustrated in DRAWING 4. The characteristics of the most favourable correction values depending on bearing macrogeometry is shown in DRAWING 5. The choice of angle β. Drawing 6 present an example of characteristics of a moment of friction for a certain macrogeometrical case. The most favourable value β is about 1°59'55". Taking working tolerance into consideration, it was assumed that the tolerance range of angle β should lie between -4" and +26". As result of the calculations of the friction moment for other variants of macrogeometry, depedence of recommended angle β deviations on quotient Lw/Dw was determined, which is shown in DRAWING 7. The choice of angle δ an radius Rk. The studies of the influence of these parameters on pressure in a roller 's contact with a side flange and on the friction moment of a bearing were jointly conducted by means of a non-dimensional method. One of the resultant diagrams is demonstrated in DRAWING 8. On exceeding a certain value of Rk the moment of friction rapidly rises as a result of extension of the contact area, which starts on the edge of the roller end. This causes an increase in friction force and makes the formation of an oil film difficult. The successive curves attributed to the increasing values of an angle δ are displaced downwards and to the left. The value of the angle is compromising due to the friction and contact pressures and it is enclosed in the range of 89°40'÷89°45'. The minimum moment of friction occurs at Rk=0,95÷0,96 value. Owing to the analogus calculations made for others macrogeometrical variants, the dependence of the most favoruable values δ and Rk on macrogeometry parameters was obtained. It is shown in DRAWING 10 in a form of diagrams. At the end an example of the correction choice is presented. On comparing the results with the recommendation stated in work (L.2), it was assumed that there was a little difference between them. On the other hand, using the above described method one can divide the recommended in (L.2) sum of correction between a bearing roller and bearing rings.

16

Obciążenie wałeczków łożyska stożkowego w zależności od napięcia wstępnego

Raczyński A.

Problemy Eksploatacji

|

2000

|

nr 3

211-219

PL

W artykule jest przedstawiona metoda obliczeniowa i wyniki obliczeń. Metoda ta została oparta na równaniach Hertza i Lundberga, dotyczących współzależności obciążenia i odkształceń w styku liniowym. Ponieważ odkształcenia w obydwóch łożyskach są ze sobą powiązane [poprzez wał], więc w procedurze obliczeniowej jest zastosowana metoda iteracyjna. Zakładane są odkształcenia promieniowe i osiowe tak długo, aż wartości sił, które im odpowiadają, okażą się zgodne z obciążeniem zewnętrznym. W odkształceniach uwzględnia się napięcie wstępne łożysk. Wyniki obliczeń wykonanych dla pewnego przypadku są zilustrowane w tabeli. Zostało wykazane, że średnie obciążenie wałeczków może zostać zmniejszone wskutek dobrania odpowiedniego napięcia wstępnego.

EN

In this paper the calculation method and calculation results are presented. The method is based on the model introduced by Lundberg [L. 4], with taking into account Hertz equations suitable for line contact. The iteration method was used to the calculation procedure: The radial loads of both of bearings and the axial load of shaft are known [given]. The displacement of one bearing ring with respect to the other one is assumed and for this the internal forces are calculated time after time, until the equilibrium Equations of forces are satisfied. When the right displacement is obtained, one can determine the distribution of roller loads. An adequate computer programmed was built which affords possibilities of calculation of load distribution in dependence on: 1) radial and axial load acting on bearing arrangement, and 2) bearing preload, expressed by bearing outer rings one to other close up. Except this, the average load of roller for each of bearings is point out, which determines the durability of bearing. It was proved on the way of calculations, than thanks suitable values of preload, the average load of roller can be decreased. On the diagrams [FIG. 4] the values of rollers load for various values of preload (e) are shown.