Ágrip

Kúptarjöfnun kefla hefur veruleg áhrif á endingartíma keilulaga. Með greiningu á endanlegum þáttum fjallar þessi grein um breytingar á snertiálagi milli kefla og innri og ytri hringrásar legur þegar kúpt miðja mjókkandi kefla víkur í átt að báðum endum við ákveðin álagsskilyrði. Niðurstöðurnar sýna að kúptarmiðja mjókkandi kefla getur farið á móti í átt að stóra enda keflunnar innan ákveðins sviðs; ef farið er yfir þetta svið mun mikill álagsmunur eiga sér stað á báðum endum valsarinnar, sem leiðir til ótímabæra bilunar í legu. Þar að auki ætti kúptarmiðja keflna ekki að víkja í átt að litlum enda keflunnar. Til að bæta snertiþreytulíf legur er nauðsynlegt að ákvarða leyfilegt kúptujöfnun kefla.

Lykilorð: mjókkandi rúllulegur; sveiflujöfnun; snertistreita; endanlegt frumefnisgreining

1 Inngangur

Költuð rúllulegur hafa þá kosti að þola bæði ás- og geislaálag samtímis, mikla álags-burðargetu, lítinn veltingsnúning, mikla stífni og auðveld uppsetning. Þau eru mikið notuð í stórum vélrænum búnaði eins og bifreiðum, járnbrautum, verkfærum, námum og málmvinnslu. Kúptujöfnunarvillan við vinnslu á lógaritmískum kúptarrúllum og keflingarskekkjan við samsetningu hafa mikilvæg áhrif á þjónustuafköst þeirra og líftíma. Þess vegna er nauðsynlegt að ákvarða hæfilegt villusvið.

Ákvörðun kúptarjöfnunar hefur leiðbeinandi þýðingu fyrir hönnun og beitingu mjókkandi keilurlaga. Tilvísun notar endanlegu frumefnisaðferðina til að greina álagsdreifingu sívalurlaga keilur við ákveðnar álagsaðstæður, og gefur upp kúptujöfnunina sem á að stjórna við breytingu á logaritmískum ferilvalsum með því að greina keflisjöfnunina. Tilvísun greinir útreikningsformúlu líftíma sem á við um mismunandi breyttar kefli, sem gefur til kynna að logaritmísk ferilbreyting hafi ákveðna þýðingu til að bæta endingu legu. Í þessari grein er tvöfalda-raða keilulaga 353112 tekið sem dæmi fyrir greiningu á endanlegum þáttum til að rannsaka hæfilegt svið kúptujöfnunar þess og áhrif þess á dreifingu snertispennu.

2 Finite Element Model af tapered Roller Bearing

2.1 Vals kúptu offset

Hönnun og vinnsla á mjókkandi rúllum tekur aðallega tillit til kröfunnar um eiginleika vinnuyfirborðs þeirra, þ.e. kúpt og kúlulaga grunnflöt valsins. Fyrir lógaritmískar kúptarvalsar er hægt að ná fram mismunandi kúptumagni í báðum endum keflunnar með því að færa örlítið áhrifaríka lengdarmiðju keflunnar sem hnitauppruna í átt að stóra enda keflsins. Skýringarmynd af kúptarjöfnun lógaritmísku ferilvalssins er sýnd á mynd 1. Kúptujöfnunarvilla tapered rolls vísar til offsetsins s á milli samhverfa punktsins á breyttu logaritmísku ferilvalsinum og hnituppruna o.

Mynd 1: Skýringarmynd af kúptarjöfnun logarithmic ferilvals

2.2 Líkangerð

Skýringarmynd burðarvirkis fyrir tvöfalda-raða mjóknuðu rúllulegurnar 353112 fyrir vörubílahjólnafa er sýnd á mynd 2 og helstu byggingarfæribreytur eru taldar upp í töflu 1.

Mynd 2: Skýringarmynd af tapered Roller Bearing uppbyggingu

Tafla 1 Aðalbyggingarfæribreytur legunnar

Burðarefnið er GCr15, snerti núningsstuðullinn milli vals og innri og ytri hlaupaflata er 0,1, teygjanleiki efnisins er 206 GPa og Poisson hlutfallið er 0,3. Hámarks eðlilegt álag á rúlluna er 7.000 N. Vegna samhverfs uppbyggingar hennar þarf aðeins að koma upp 1/2 endanlegu frumlíkani.

Þegar líkanið er komið á með endanlegum frumefnishugbúnaði er horft framhjá skánum og brúnum sem hafa lítil áhrif á leguálag og ekki er litið til áhrifa axial úthreinsunar, radial úthreinsunar og smurolíufilmu á snertiálag. Einingategundin notar 8-hnút Solid185 frumefni, með 3 frelsisgráður á hvern hnút, sem hægt er að nota til að líkja eftir einsleitum solidum byggingum. Eftir að hafa skorið snertistöðurnar á milli innri og ytri hringrásanna og rúllanna, er heildarstærðin stillt fyrir kortlagða möskvaskiptingu og sópað möskvaskipting er notuð fyrir aðra hluta. Lágmarks möskvahlutinn við dulkóðaða hlutann er minni en snertilengdin á hálfbreidd, eins og sýnt er á mynd 3.

Mynd 3: Finite Element Model

Snertiflötur eru búin til með innri og ytri hringi legunnar sem markyfirborð og rúlluflötur sem snertiflötur, með snerti núningsstuðul upp á 0,1. Stillingar landamæraskilyrða: Samhverfum takmörkunum er beitt á hvern hluta legunnar, ytra yfirborð ytri hringsins er að fullu bundið vegna truflunar á legusætinu og ásbundið frelsi innri hringsins er takmarkað. Við hleðslu er hnúturinn í samhverfumiðju innri hringsins tekinn sem aðalhnútur, aðliggjandi hnútar eru valdir sem þrælhnútar og síðan eru allir hnútar á innra yfirborði innri hringsins tengdir við y-stefnu (radial) frelsisgráðu, og álagið er beitt á aðalhnútinn.

3 Niðurstöður og greining

Án kúptujöfnunar er álagsdreifingin meðfram valsframboðsstefnunni milli vals og innri og ytri hringrásarbrauta sýnd á mynd 4. Það má sjá að hámarksspennugildi milli vals og innri hrings er staðsett í stöðu örlítið vinstra megin við valsmiðju. Hins vegar er hámarksálagsgildi milli mjókkandi valssins og ytri hringsins nálægt valsmiðjunni og streitudreifingin er samhverf og einsleit.

Mynd 4: Snertispenna milli vals og innri og ytri hringa án kúptar

Þegar kúpt miðja keflunnar er á móti 0,4 mm í átt að stóra enda keflsins og 0,2 mm í átt að litlum enda keflunnar, er dreifing snertispennu milli keflunnar og innri hringrásarinnar meðfram keflinu sýnd á mynd 5 og snertiálagið er ekki samhverft og jafnt dreift.

Mynd 5: Snertiálag milli vals og innri kappakstursbrautar þegar kúpt miðja vals er á móti

Þegar kúptarmiðja keflunnar hallast að báðum endum, eru breytingar á snertiálagi á milli beggja enda keflunnar og innri hringrásarbrautarinnar sýndar á mynd 6. Það má sjá á mynd 6a að við sömu aðstæður, þegar kúplingsjöfnunin eykst, minnkar snertiálagið á litla enda keflunnar smám saman á meðan snertispennan á keflinu eykst smám saman við stóra endann. Þegar offsetið eykst í meira en 0,2 mm eykst munurinn á snertiálagi á milli beggja enda keflunnar hratt. Aðstæður þar sem kúplingsmiðjan víkur í átt að litlum enda keflsins er sýnd á mynd 6b. Þegar offsetið eykst byrjar munurinn á snertiálagi á milli beggja enda keflunnar að aukast verulega. Það má sjá að kúptarjöfnun keflsins mun leiða til ósamhverfu og ó-jafnvægis snertiálags á milli beggja enda keflunnar og hlaupbrautarinnar.

Mynd 6: Áhrif kúptujöfnunar á snertiálagi milli beggja enda vals og innri kappakstursbrautar

Mynd 7 er magnmat á áhrifum kúptujöfnunar á snertiálag á báðum endum valssins. Þegar kúptujöfnunin eykst eykst hlutfallslegur munur á snertiálagi á milli beggja enda valsarinnar ólínulega. Þegar kúptu frávikið í átt að stóra endanum er meira en 0,1 mm, eykst hlutfallslegur munur á snertispennu milli beggja enda valsarinnar hratt, sem gefur til kynna að 0,1 mm frávik í átt að stóra endanum sé vendipunktur. Á þessum tíma er hlutfallslegur munur á milli beggja enda valsarinnar um 20%, sem uppfyllir hámarks leyfilega hlutfallslega skekkju sem er 25% í verkfræði. Hins vegar, þegar kúptarmiðjan hallast í átt að litlum endanum, er hlutfallslegur munur á snertiálagi á milli beggja enda keflunnar mikill og uppfyllir ekki verkfræðileg skilyrði. Þess vegna, til að mæta einsleitni og samhverfu álagsdreifingar 353112 keilulaga, ætti kúplingsmiðju lógaritmísku ferilvalssins að vera stjórnað innan 0,1 mm fráviks í átt að stóra endanum og ætti ekki að vega á móti í átt að litlum endanum.

Mynd 7: Tengsl á milli kúptu miðjujöfnunar og hlutfallslegs álagsmismuns á milli beggja enda vals)

4 Niðurstaða

Þegar lógaritmískum ferilvalsum er breytt, ætti að vera stranglega stjórnað á móti kúptu miðju vals; annars mun snertiálagið sýna flókna ósamhverfu. Kúpta miðstöðin getur hallast í meðallagi í átt að stóra endanum. Fyrir 353112 leguna ætti kúplingsmiðju keflunnar að vera stjórnað innan við 0,1 mm frávik í átt að stóra endanum og kúplingsmiðja ætti ekki að víkja í átt að litlum enda keflunnar.

20261. maí Vika WBM vöruráðgjöf

Modler End Face Kvörn Verkfæri

Weichuang hefur nú getu til að útvega fullt sett verkfæri fyrir Modler taper roller mala línu. Verkfæri okkar eru vel búnar í miðlausri kvörn viðskiptavinar og modler endasvörn. Og hjálpa viðskiptavinum að framleiða rúllur með mikilli nákvæmni með litlum tilkostnaði.