Завдання з удосконалення моделей динаміки циліндричних роликових вальниць

Abstract

Проєктування конструкцій сепараторів вальниць на основі емпіричних даних не дає можливості оцінити вплив багатьох конструкційних та експлуатаційних факторів. Тому виникає потреба у розробці аналітичних моделей функціонування вальниць кочення для визначення вели чин навантажень, які діють з боку деталей вальниці на сепаратор. Для цього необхідно удосконалити моделі статики, кінематики і динаміки вальниць. В цій публікації розглядаються найбільш навантажені вальниці з циліндричними роликами нормального класу точності, які на відміну від вальниць з конічними роликами допускають вищу швидкість експлуатації. Відсутність науково обґрунтованої моделі кінематики циліндричних роликових вальниць нормального класу точності не дозволяє побудувати адекватну модель їх динаміки, а отже оцінити роботоздатність їх деталей, що впливає на надійність опорних вузлів машин. За аналізом технічної літератури встановлено, що переважна більшість сучасних публікацій з моделей динаміки присвячена швидкісній групі, яку застосовують в авіаційній та космічній галузях. Динаміка нешвидкісних циліндричних вальниць кочення важких режимів експлуатації найбільш досліджена для опорних вузлів рухомого складу залізничного транспорту. Сформульовано основні завдання з удосконалення моделей динаміки нешвидкісних циліндричних роликових вальниць нормального класу точності, які спрямовані на удосконалення моделей кінематики і дослідження динаміки вальниць у навантаженій і ненавантаженій зовнішніми силами зонах з урахуванням перекосу кілець і деформації сепаратора. Завдання з удосконалення моделей динаміки включатимуть розробку 3D-моделей в частині взаємодії сепаратора з роликами у зоні радіального навантаження і сепаратора з базуючим кільцем з урахуванням перекосів деталей. Нові моделі динаміки вальниці дозволять визначати сили взаємодії деталей при будь-яких режимах експлуатації для оцінки їх роботоздатності і проєктування оптимальних конструкцій сепаратора.

Designing of construction of a bearing cage base on empirical data does not provide an opportunity to assess the impact of many structural and opera tional factors. Therefore, there is a need to develop analytical models of the functioning of roller bearings in order to determine the magnitude of the loads imposed on the separator by bearing parts. For this purpose, it is necessary to improve the models of the statics, kinematics and dynamics of bearing heads. This article examines high-capacity bearings with straight rollers of the normal accuracy grade, which, unlike bearings with taper roll ers, allow higher operating speeds. The lack of a scientifically based model of the kinematics of straight roller bearings of the normal accuracy grade does not allow building an adequate model of their dynamics and therefore assessing the performance of their parts, which affects the reliability of machine support units. The analysis of the technical literature enables revealing that the vast majority of the articles on dynamics models are devoted to the speed group, which is used in the aviation and space industries. The dynamics of low-speed straight roller bearings under heavy operating condi tions are the most extensively studied for the supporting units of the rolling stock of railway transport. We have determined the basic tasks for improv ing the dynamics models of low-speed straight roller bearings of normal accuracy grade, which are aimed at optimizing the kinematics models and studying the dynamics of the bearings in the areas loaded and unloaded by external forces, taking into account misalignment of the rings and deforma tion of the cage. The task of improving the dynamics models will include the development of 3D models of the interaction of the cage with the rollers in the radial load area, as well as the cage with the base ring, taking into account misalignment of the parts. New models of the bearing dynamics en able determining the forces of interaction of the parts under any operating mode to assess their performance and design optimal constructions of the cage.