อิทธิพลของการทำโปรไฟล์แบริ่งแบบโรลลิ่งต่อความแข็งแกร่งและอายุการใช้งาน

ซอฟต์แวร์สำหรับการพัฒนากระปุกเกียร์

FVA-Workbench เป็นเครื่องมือที่เป็นกลางของผู้ผลิตสำหรับการจำลองและการคำนวณ
ระบบส่งกำลัง เมื่อวงจรการพัฒนาผลิตภัณฑ์สั้นลงการสร้างแบบจำลองที่มีประสิทธิภาพ
แนวทางและอัลกอริทึมการคำนวณมีความสำคัญมากขึ้น แนวทางการวิเคราะห์ส่วนใหญ่ใน FVA-Workbench นำเสนอโซลูชันที่รวดเร็วและเชื่อถือได้สำหรับประเด็นสำคัญทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีไดรฟ์ สำหรับร่างกายที่ไม่สามารถอธิบายได้อย่างถูกต้องในเชิงวิเคราะห์ผลลัพธ์จะเสริมด้วยวิธีการเชิงตัวเลขที่เหมาะสม เทคนิคการสร้างแบบจำลองที่ใช้งานง่ายใน FVA-Workbench รับประกันการจำลองของเกียร์ที่สม่ำเสมอถูกต้องและผลิตได้ทุกครั้ง

การคำนวณได้รับการพัฒนาวิเคราะห์และตรวจสอบความถูกต้องในโครงการวิจัยโดย
Forschungsvereinigung Antriebstechnik eV (FVA, สมาคมวิจัยเพื่อเทคโนโลยีไดรฟ์) ด้วยการบริจาคของสมาชิกและการระดมทุนสาธารณะ FVA สามารถจัดโครงการวิจัยที่มหาวิทยาลัยชั้นนำเก้าอี้และสถาบันวิจัยของเยอรมันได้ 17 ล้านยูโรต่อปี FVA-Workbench ทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มความรู้ทำให้ผลของโครงการวิจัยของ FVA พร้อมใช้งานและวิศวกรทุกคนสามารถเข้าถึงได้ ไม่จำเป็นต้องอ่านและศึกษาเอกสารทางวิทยาศาสตร์จำนวนนับไม่ถ้วนอีกต่อไปทำให้การพัฒนานวัตกรรมกระปุกเกียร์มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับผู้ใช้มากขึ้น

บทความต่อไปนี้จะอธิบายการคำนวณโดยละเอียดของตลับลูกปืนกลิ้งใน FVA-Workbench โดยพิจารณาจากการทำโปรไฟล์ของแบริ่งลูกกลิ้ง

โปรไฟล์แบริ่งลูกกลิ้ง

ในแบริ่งลูกกลิ้งมีเส้นสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนกลิ้งกับร่องน้ำ หากชิ้นส่วนลูกกลิ้งเป็นทรงกระบอกอย่างสมบูรณ์ (แบริ่งลูกกลิ้งทรงกระบอก) หรือแบบเรียว (แบริ่งลูกกลิ้งเรียว) สิ่งนี้จะนำไปสู่จุดสูงสุดของแรงดันในพื้นที่เมื่อด้านปลายของชิ้นส่วนกลิ้งสัมผัสกับร่องน้ำ (รูปที่ 1a) ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายในพื้นที่เหล่านี้ (รูปที่ 2) เพื่อหลีกเลี่ยงจุดสูงสุดของแรงดันเหล่านี้แบริ่งลูกกลิ้งได้รับการออกแบบให้มีการทำโปรไฟล์ตามแกนตามยาวของลูกกลิ้งเสมอ (รูปที่ 1b) นอกเหนือจากการหลีกเลี่ยงความเค้นระดับสูงแล้วการทำโปรไฟล์ยังมีอิทธิพลต่อเกณฑ์ต่อไปนี้:

• แรงกดสัมผัสสูงสุดของลูกกลิ้ง - ร่องน้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเอียง

• อายุการให้คะแนนอ้างอิงที่ปรับเปลี่ยนตาม / 2 /

• การเอียงและลดความแข็งแกร่ง

แบริ่งลูกกลิ้งทรงกระบอกและเรียวมักมีโปรไฟล์ลอการิทึมตาม / 2 / อย่างไรก็ตามความลึกและรูปร่างที่แท้จริงของการทำโปรไฟล์สามารถเบี่ยงเบนไปได้อย่างมีนัยสำคัญและกำหนดโดยผู้ผลิตตามความรู้ที่มีอยู่สำหรับตลับลูกปืนแต่ละประเภท เพื่อพิจารณาอิทธิพลของโปรไฟล์ที่แตกต่างกันตามเกณฑ์ข้างต้นในขั้นตอนการออกแบบตลับลูกปืน FVA-Workbench มีตัวเลือกในการปรับเปลี่ยนโปรไฟล์สำหรับแบริ่งลูกกลิ้งแต่ละตัว นอกจากรูปทรงโปรไฟล์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าแล้วยังสามารถกำหนดเส้นโค้งโปรไฟล์ที่ผู้ผลิตตลับลูกปืนจัดเตรียมไว้หรือตามการวัดได้อีกด้วย ดังนั้นขอแนะนำให้ปรึกษาผู้ผลิตตลับลูกปืนในกรณีที่สำคัญเมื่อทำการเลือกตลับลูกปืนขั้นสุดท้าย

ตัวอย่างการคำนวณ

จะแสดงอิทธิพลของโปรไฟล์ที่แตกต่างกันโดยใช้การคำนวณของแบริ่งเพลาขับด้านมอเตอร์ชนิด NJ 230 จากกระปุกเกียร์ที่แสดงในรูปที่ 3 เป็นตัวอย่าง มีการคำนวณรูปแบบโปรไฟล์ที่แตกต่างกันสามแบบสำหรับตลับลูกปืน:

• โปรไฟล์ลอการิทึม 32 μm (สอดคล้องกับ / 2 /)

• โปรไฟล์ลอการิทึม 14 μm

• ไม่มีโปรไฟล์

แผนภาพ 1 แสดงภาพรวมของผลการคำนวณสำหรับ 3 ตัวแปร ค่าทั้งหมดสัมพันธ์กับโปรไฟล์ที่เกี่ยวข้องที่ระบุใน / 2 / (ที่นี่: 32 μm)

นอกจากนี้การกระจายแรงกดตามแกนตามยาวของลูกกลิ้งในหน้าสัมผัสวงแหวนด้านในขององค์ประกอบลูกกลิ้งที่รับน้ำหนักมากที่สุดจะถูกเปรียบเทียบกับตัวแปรทั้งสามในรูปที่ 4 ด้านล่าง

ข้อความต่อไปนี้ได้มาจากผลลัพธ์:

• การทำโปรไฟล์ไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์ของการคำนวณอายุการให้คะแนนที่ปรับเปลี่ยนแล้ว (ตามทั้ง ISO 281 และการคำนวณแค็ตตาล็อกของผู้ผลิตตลับลูกปืน) ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่อาจเป็นผลมาจากการคำนวณแรงแบกที่แตกต่างกันเล็กน้อยในระบบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความแข็งของแบริ่ง

• การกระจายและค่าสูงสุดของแรงกดสัมผัสเฉพาะที่ในตลับลูกปืนได้รับอิทธิพลอย่างชัดเจนจากข้อกำหนดของการทำโปรไฟล์ที่แตกต่างกัน จากเส้นโค้งในรูปที่ 4 จะเห็นได้ว่าความดันที่อยู่ตรงกลางของลูกกลิ้งจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนการทำโปรไฟล์ที่สูงขึ้น ด้วยการทำโปรไฟล์ในปริมาณที่น้อยลงการกระจายแรงกดจะยิ่งมากขึ้น อย่างไรก็ตามในกรณีนี้ความเค้นขอบที่เพิ่มขึ้นอาจเกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในมุมเอียงสูง

• เนื่องจากค่าของอายุการให้คะแนนอ้างอิงที่ปรับเปลี่ยนตามมาตรฐาน DIN 26281 นั้นขึ้นอยู่กับการพิจารณาความดันสัมผัสในพื้นที่จึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อค่าอายุการให้คะแนนสำหรับแต่ละโปรไฟล์ที่ระบุไว้ที่นี่

เกี่ยวกับ FVA GmbH
FVA GmbH เป็น บริษัท ร่วมทุนของ VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau, the
สมาคมอุตสาหกรรมวิศวกรรมเครื่องกล) และ FVA eV (Research Association for Drive Technology) FVA GmbH ก่อตั้งขึ้นในปี 2010 ทำงานร่วมกับสถาบันวิจัยระดับแนวหน้าของเยอรมันและ บริษัท ชั้นนำจากอุตสาหกรรมเทคโนโลยีการขับเคลื่อนไปสู่การประยุกต์ใช้ความรู้ที่ได้รับจากโครงการวิจัยของ FVA ความสามารถหลักของเราคือการพัฒนาซอฟต์แวร์การคำนวณและการจำลองสำหรับเทคโนโลยีไดรฟ์การประมวลผลและการแปลงโครงสร้างรหัสเดิมเป็นสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ที่ทันสมัยการบริการและการสนับสนุนระดับมืออาชีพและการจัดสัมมนาและการประชุมทางเทคนิค