Машиностроение
русский
Динамика и прочность машин
ГЛАВНАЯО КОМПАНИИСОБЫТИЯГАЛЕРЕЯ РАБОТНАШИ КЛИЕНТЫВАКАНСИИКОНТАКТЫ
Презентации Статический анализ

Динамика и кинематика

Проектирование Гидрогазодинамика Биомеханика
  Динамический расчет. Нелинейный анализ. Расчет конструкций.
Презентации

Определение нагрузок на элементы резервного подшипника. Оптимизация конструкции

В представленной работе описывается решение задачи по поведению вращающегося вала, у которого смещен центр тяжести. При этом радиальные перемещения вала ограничиваются специальными колодками. Особенностью задачи является большая масса и размеры вала при крайне малых допускаемых перемещениях.

Рассмотрены три схемы конструктивного исполнения исследуемого резервного подшипника.

Математическая модель

Общий вид расчётной математической модели для исследования кинематики механизмов в системе ADAMS представлен на рисунке 1. Центр глобальной системы координат расположен в геометрическом центре подшипника, ось Z направлена вдоль оси вращения вала, ось X по горизонтали, а ось Y по вертикали. Сила тяжести отсутствует.

Вид математической модели вала с подшипником

В расчётной схеме каждая колодка находится в равновесии от взаимодействия предварительно сжатой кольцевой пружины и двух предварительно растянутых стержней-пружин. Такая схема равнозначна действию на колодку одной эквивалентной пружины, не деформированной в исходном состоянии. Таким образом, в математической модели каждая колодка взаимодействует с корпусом через эквивалентную. Кроме этого, при перемещении колодки возникает сила трения величиной 0.3 от силы F1 начального поджатия кольцевой пружины, направленная противоположно вектору скорости перемещения. Также при этом возникает сила сухого трения, равная произведению коэффициента трения 0.2 на величину тангенциальной силы взаимодействия между колодкой и валом.

Тангенциальная сила взаимодействия между колодкой и валом обусловлена наличием сухого трения между колодкой и валом с коэффициентом трения 0.1.

Если пружина сжимается больше, чем на 0.2 мм, то между корпусом и колодкой возникает сила контактного взаимодействия.

Условие самоустановки колодки по поверхности вала означает, что равнодействующая контактной силы взаимодействия колодки с валом всегда приложена в центре дуги колодки, а линия действия этой силы проходит через центр дуги колодки и геометрический центр вала.

Во время моделирования отслеживаются силы контактного взаимодействия и параметры движения ротора.

Траектория перемещения геометрического центра вала (t = 13…18 сек)


Амплитуда поступательной скорости центра тяжести вала


Амплитуда прецессии центра тяжести вала


Траектория перемещения центра тяжести вала

Траектория перемещения геометрического центра вала

В результате проведенной работы были сделаны следующие выводы:

•    Для тяжёлого вала жёсткость рычага-пружины должна быть значительно увеличена по сравнению с исходной жёсткостью. Например, в рассмотренных оптимизационных задачах  увеличение жёсткости рычага-пружины в 5 раз позволяет снизить нагрузки на колодки более чем в два раза;

•    Для лёгкого вала жёсткость кольцевой пружины должна быть уменьшена. Например, в рассмотренных оптимизационных задачах уменьшение жёсткости кольцевой пружины в 1.6 раза позволяет снизить нагрузки на колодки примерно на 14%;

•    Представленные выше выводы будут справедливы для натурных испытаний лишь при условии соответствия математической модели подшипника реальному физическому прототипу изделия.

 ООО «Хекса» по заказу ОКБМ им. И.И. Африкантова
Rambler's Top100Rambler's Top100Рейтинг@Mail.ru