Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВ И МЕТОДЫ
ИХ РАСЧЕТА 5
1.1. Торовые подшипники как ответ на специфические
требования к подшипникам судовых валопроводов 5
1.2. Существующие методы расчета подшипников 9
1.3. «Задачи данной работы»(набросок) 10
2. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ
СЕТКЕ ПРИ РАСЧЕТЕ ПОДШИПНИКОВ 11
2.1. Методические особенности решения контактной задачи в
пакете ANSYS 11
2.2. Сопоставление численных решений с аналитическим
решением Герца 13
3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПОДКОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ В 3-МЕРНЫХ ЗАДАЧАХ О
ТОРОСФЕРИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКАХ 16
4. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК МЕЖДУ ТЕЛАМИ
КАЧЕНИЯ 21
5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИИ ТЕЛА КАЧЕНИЯ НА
КОНТАКТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28
Торовые роликоподшипники обладают рядом положительных свойств в качестве подшипников судовых валопроводов. Данные подшипники выпускаются Шведской машиностроительной компанией «SKF», но особенности проектирования и расчета таких подшипников, судя по отсутствию публикаций, являются охраняемым «know-how». К нам обратилась компания «Конар» с задачей импортозамещения данных подшипников, разработки методики их расчета и подбора размеров радиусов дорожки качения и тела качения.
Проведен анализ существующей литературы по расчету подшипников качения. Он показал, что расчет торовых подшипников подробно не описан. При проектировании таких подшипников нужно учитывать множество факторов: нагрузки и геометрии подшипника, включая не только номинальную форму контактирующих тел, но и зазоры между кольцами и телами качения, отличие размеров тел качения в пределах допусков, распределение нагрузок между телами качения, переменные режимы, температуру и смазку. Из всего перечня в работе рассмотрено только нагрузки и геометрии подшипника, распределение нагрузок между телами качения с учетом зазоров.
Определены ограничения на размер КЭ, обеспечивающие получение заданной точности - 5% по величине максимальных напряжений в зоне контакта. Они получились в диапазоне от 0,033a1 до 0,0033a1.
Показано, что метод подконструкций позволяет в рассматриваемой задаче обойти трудности, связанные с высокими требованиями к сетке. Определены требуемые для обеспечения точности размеры подконструкции и КЭ.
Показано, что учет распределения нагрузок между телами качения одного подшипника с учетом открытия зазоров в результате деформирования и начальных зазоров в подшипнике может быть сделан с использованием элементов типа «нелинейная пружина», характеристики которых задаются по результатам решения контактной задачи «тело качения - обойма».
Показана возможность оптимизации размеров для получения подшипников с возможно более низкими значениями контактных напряжений. Однако выполненные расчеты пока следует рассматривать как демонстрационные, поскольку они не дополнены учетом кинематики и требований к геометрии подшипника для обеспечения возможности работы при определенных линейных и угловых смещениях.
