Моделирование напряженно-деформируемого состояния контактирующих поверхностей торца ролика и борта кольца конического роликоподшипника
Авторы: Бражникова А.М.
Опубликовано в выпуске: #10(130)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-10-2215
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Существенное влияние на работоспособность конических роликовых подшипников оказывают условия контакта торцов ролика и борта кольца. В связи с этим актуальной является задача определения влияния геометрической формы контактирующих поверхностей на величину предельной контактной силы, при которой граница пятна контакта достигает границы области проекции друг на друга контактирующих торцевых поверхностей, из-за чего образование масляной пленки между ними становится невозможным. Моделирование напряженно-деформиро-ванного состояния выполнено методом конечных элементов в программном комплексе CAE ANSYS, который обеспечивает возможность адекватно оценивать сложную геометрию, детально описывая все особенности данного контакта. Полученные в результате конечно-элементных расчетов поля контактных давлений позволили установить зависимость значения предельной контактной силы от величины приведенной кривизны контактирующих торцов.
Литература
[1] Mason M.A., Cartin C.P. Shahidi P., Speich J. E., Hargraves J. Contact stress modeling in railway bearings for imperfect contact geometries. ASME Joint Rail Conference. URL: https://asmedigitalcollection.asme.org/JRC/proceedings-abstract/JRC2015/56451/V001T02A014/267702 (дата обращения 23.08.2022). https://doi.org/10.1115/JRC2015-5808
[2] Лукьянов К.Ю., Пашенцев А.Б., Рахчеев В.Г. Моделирование напряженно-деформированного состояния контактирующих поверхностей опор качения. Вестник транспорта Поволжья, 2009, № 2, с. 49–57.
[3] Wirsching S., Marian M., Bartz M., Stahl T., Wartzack S. Geometrical optimization of the EHL roller face/rib contact for energy efficiency in tapered roller bearings. Lubricants, 2021, vol. 9 (7), p. 67.
[4] Jamison W.E., Kauzlarich J.J., Mochel E.V. Geometric effects on rib-roller contact in tapered roller bearing. ASLE Transactions, 1997, vol. 20, pp. 79–88.
[5] Гайдамака А.В. Роликоподшипники букс вагонов и локомотивов: моделирование и усовершенствование. Харьков, Изд-во «Курсор», 2011, 312 с.
[6] Majdoub F., Saunier L., Sidoroff-Coicaud C., Mevel B. Experimental and numerical roller skew in tapered roller bearings. Tribology International, 2020, vol. 145, pp. 106–142.
[7] Хартнет М. Анализ контактных напряжений в роликоподшипниках. Проблемы трения и смазки, 1979, № 1, с. 109–114.
[8] Гришфельд А.М., Симсон Э.А. Моделирование и оптимизация внутренней конструкции кассетных подшипников для пространства колеи 1520. Вестник Национального технического университета «ХПИ». Серия: Машиностроение и САПР, 2020, № 1, с. 10–18.
[9] Zhang H., Shi W., Liu G., Chen Z. A method to solve the stiffness of double-row tapered roller bearing. Mathematical Problems in Engineering, 2019, vol. 2019, pp. 1–13.
[10] ГОСТ 801–78. Сталь подшипниковая. Технические условия. Москва, Изд-во стандартов, 1978, 26 с.
[11] Жильников Е.П., Пилла К.К. Распределение нагрузки в коническом подшипнике качения. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2013, № 6 (3), с. 677–684.
[12] Andreason S. Load distribution in a taper roller bearing arrangement considering misalignment. Tribology, 1973, vol. 6 (3), pp. 84–92.
[13] Harris T.A., Kotzalas M.N. Essential concepts of bearing technology. Rolling bearing analysis. Taylor & Francis, 2006, 376 p.
[14] Colin F., Chevalier F., Chaomleffel J., Dalmaz G., Mul J.D. Starved elastohydrodynamic lubrication of the rib-roller end contact in tapered roller bearings: Film thickness. Tribology and Interface Engineering Series, 1998, vol. 34, pp. 253–263.