Экспериментальная верификация энергетической модели роликового подшипника для моделирования опорных узлов авиационных двигателей. Часть 1. Нагружение подшипника радиальной силой и поперечным моментом на специальном стенде, предотвращающем изгиб колец

Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры


Авторы

Сорокин Ф. Д. 1*, Чжан Х. 1**, Попов В. В. 1***, Иванников В. В. 2****

1. Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия
2. Научно-технический центр по роторной динамике «Альфа-Транзит», ул. Ленинградская, 1, Химки, Московская обл., 141400, Россия

*e-mail: sorokinfd@bmstu.ru
**e-mail: zhang274234111@yandex.ru
***e-mail: vvpopov@bmstu.ru
****e-mail: vvivannikov@alfatran.com

Аннотация

C целью верификации энергетической модели роликового подшипника выполнялся натурный эксперимент на универсальной испытательной машине Zwick/Roell Z100. Роликовый подшипник типа 12309КМ, закрепленный в специальном устройстве, обеспечивающем фиксацию наружного кольца, через жесткую штангу нагружался радиальной силой и моментом. Деформации деталей, используемых в закреплении и нагружении подшипника, предварительно оценивались расчетом с помощью МКЭ. Экспериментальные данные обрабатывались методом наименьших квадратов с целью их аппроксимации аналитическими соотношениями. Сравнение экспериментальных данных с численными результатами, полученными по ранее разработанной энергетической модели, показало их хорошее соответствие. Из выполненного исследования можно сделать вывод об очень хорошей точности энергетической модели роликового подшипника.

Ключевые слова

энергетическая модель роликового подшипника, испытательное оборудование, метод наименьших квадратов

Библиографический список

  1. Houpert L. An enhanced study of the load-displacement relationships for rolling element bearings // Journal of Tribology, 2014, vol. 136, no. 1, pp. 011105 – 011116.

  2. Houpert L. A uniform analytical approach for ball and roller bearings calculations // Journal of Tribology, 1997, vol. 119, no. 4, pp. 851 – 858.

  3. Guo Y., Parker R.D. Stiffness matrix calculation of rolling element bearings using a finite element/contact mechanics model // Mechanism & Machine Theory, 2012, vol. 51, no. 5, pp. 32 – 45.

  4. Cavallaro G., Ne´lias D., Bon F. Analysis of high-speed inter-shaft cylindrical roller bearing with flexible rings // Tribology Transactions, 2005, vol. 48, no. 2, pp. 154 – 164.

  5. Antoine J.F., Visa C., Sauvey C. Approximate analytical model for Hertzian elliptical contact problems // Journal of Tribology, 2016, vol. 128, no. 3, pp. 660 – 664.

  6. Leblanc A., Nelias D., Defaye C. Nonlinear dynamic analysis of cylindrical roller bearing with flexible rings // Journal of Sound & Vibration, 2009, vol. 325, no. 1, pp. 145 – 160.

  7. Houpert L. An engineering approach to Hertzian contact elasticity part I // Journal of Tribology, 2001, vol. 123, no. 3, pp. 582 – 588.

  8. Houpert L. An engineering approach to Hertzian contact elasticity part II // Journal of Tribology, 2001, vol. 123, no. 3, pp. 589 – 594.

  9. De Mul J.M., Vree J.M., Maas D.A. Equilibrium and associated load distribution in ball and roller bearings loaded in five degrees of freedom while neglecting friction–Part II: Application to roller bearings and experimental verification // Journal of Tribology, 1989, vol. 111, no. 1, pp. 142 – 148.

  10. Сорокин Ф.Д., Чжан Х., Иваников В.В. Разработка энергетической модели роликового подшипника // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. no. 3. C. 14 – 23.

  11. Зубко А.И., Донцов С.Н. Исследование условий работоспособности и разработка диагностики керамических подшипников нового поколения // Труды МАИ. 2014. № 74. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=49034

  12. Хаустов А.И., Шашкин И.Н., Мальгичев В.А., Невзоров А.М. Конструктивные особенности проектирования подшипниковых узлов для осевых насосов систем терморегуляции летательных аппаратов // Труды МАИ. 2012. № 50. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=27592

  13. Ермилов Ю.И., Равикович Ю.А., Клименко А.В., Холобцев Д.П. Разработка математической модели подшипника скольжения жидкостного трения, учитывающей теплообмен с окружающей средой // Труды МАИ. 2010. № 39. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=14806

  14. Дегтярев С.А., Кутаков М.Н., Леонтьев М.К., Попов В.В., Ромашин Ю.С. Учет контактных взаимодействий при моделировании жесткостных свойств роликовых подшипников // Вестник московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 137 – 141.

  15. Tong V.C., Hong S.W. Characteristics of tapered roller bearing subjected to combined radial and moment loads // IJPEMGT, 2014, vol. 1, no. 4, pp. 323 – 328.

  16. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник. – М.: Машиностроение, 1975. – 572 с.

  17. Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения: Справочник-каталог. – М.: Машиностроение, 2003. – 576 с.

  18. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. – 543 с.

  19. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. – М.: Машиностроение-1, 2004. – 512 с.

  20. Бараз В.Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel. – Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. – 102 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход