Astratt: L-inkurunazzjoni tar-romblu tal-ġeneratur tal-ġenerazzjoni modifikata tal-bearings taċ-ċilindriċi għall-kowċ tal-passiġġieri tal-ferrovija b'veloċità għolja ġie studjat bl-għajnuna tal-metodu tal-element finit . L-effett tal-kuruna tar-rombli fuq l-istress tal-kuntatt u l-istress ekwivalenti ġie analizzat, u l-għeruq ottimali ġie determinat .}}}}}}}}}}}
Kliem ewlenin: bearings għal kowċ tal-passiġġieri tal-ferrovija b'veloċità għolja; Crowning; Ikkuntattja l-istress
1. Prefazju
Il-bearings li jduru huma t-tip l-iktar użat ħafna ta 'komponenti mekkaniċi u wkoll wieħed mill-aktar komponenti vulnerabbli . fil-qasam tat-tranżitu tal-ferrovija, il-bearings tat-tidwir huma wieħed mill-komponenti ewlenin għall-operat sigur ta' lokomottivi u vetturi tal-ferrovija {. il-kundizzjoni ta 'l-operazzjoni tagħhom, u l-falliment tagħhom huwa relatat mas-sigurtà tat-trasport saret id-direzzjoni ewlenija tal-iżvilupp tat-trasport tal-passiġġieri ferrovjarju fiċ-Ċina . Il-veloċità operattiva massima ta 'ferroviji tal-passiġġieri b'veloċità għolja fiċ-Ċina se tilħaq 200km / h . Bħalissa, il-veloċità operattiva massima ta' ferroviji ta 'veloċità għolja fil-Ġermanja, Franza, il-Ġappun, u Spanja mhix inqas minn 300km / h, u l-veloċità operattiva massima ta' ferroviji b'veloċità għolja. 350km / h . Bit-titjib kontinwu tal-veloċità operattiva tal-karozzi tal-passiġġieri ferrovjarji, bearings ta 'karozzi tal-passiġġieri b'veloċità għolja se jintużaw ħafna, u l-bearings tal-karozzi tal-passiġġieri b'veloċità għolja saru wieħed mill-fatturi ewlenin li jaffettwaw iż-żieda tal-veloċità tal-karozzi tal-passiġġieri tal-ferrovija . minħabba fatturi ta' diversi fatturi bħal fatturi u l-manifattura tal-manifattura u l-livelli tal-manifattura u l-manifattura tal-manifattura u l-manifattura u l-manifattura tal-livelli 3226x1 Il-bearings tal-karozzi tal-passiġġieri prodotti domestikament bħalissa huma adattati biss għal vetturi li joperaw b'veloċità taħt 160km / h, li jirrestrinġu ħafna l-iżvilupp normali tal-industrija tal-karozzi tal-passiġġieri tal-ferrovija b'veloċità għolja domestika . fil-preżent, karozzi tal-passiġġieri tal-ferrovija b'veloċità għolja fiċ-Ċina li joperaw b'veloċità ' Żieda fil-veloċità fuq skala kbira tal-karozzi tal-passiġġieri ferrovjarji, sar urġenti li titwettaq riċerka speċjali fuq bearings tal-karozzi tal-passiġġieri bil-ferrovija b'veloċità għolja b'veloċità ta '200-250 km / h biex tissostitwixxi l-importazzjonijiet {.
Fil-preżent, il-ħajja tas-servizz tal-bearings taċ-ċilindriċi fiċ-Ċina hija biss ekwivalenti għal 1/12 sa 1/8 ta 'prodotti simili f'pajjiżi żviluppati, u r-rata ta' falliment ta 'rombli jammonta għal 80% u 34 {. 5% rispettivament fid-dar u barra mill-pajjiż {. waħda mir-raġunijiet ewlenin hija li r-raġunijiet ewlenin ma għandhomx konvokri, Tmiem tar-romblu waqt l-operazzjoni (i . e . Effett tat-tarf), li jikkawża xedd prematur ta 'għeja u falliment fiż-żewġt itruf tar-roller . L-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-konvexità hija miżura effettiva biex tbiddel dan il-fenomenu . kemm it-teorija u l-prattika wrew li l-karatteristiċi ġeometriċi tal-ġeometrika tal-karatteristiċi tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometrika tal-karatteristiċi tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometriku tal-karatteristiċi tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometrika tal-karatteristiċi tal-ġeometrika tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometrika tal-wiċċ tal-ġeometriku, għandhom impatt deċiżiv fuq il-kapaċità li ġġorr it-tagħbija tagħha u jikkuntattjaw il-ħajja ta 'għeja . L-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-konvexità tista' ttejjeb b'mod effettiv id-distribuzzjoni tal-pressjoni fiż-żona ta 'kuntatt tat-tidwir, tnaqqas jew telimina l-konċentrazzjoni tal-pressjoni fit-tarf tar-romblu, tnaqqas iż-żieda fit-temperatura, u tiffaċilita l-formazzjoni ta' lubrikazzjoni tal-fluwidu elastiku, u b'hekk tnaqqas il-vibrazzjoni tal-vibrazzjoni u l-istorbju tagħha Struttura ġdida u jottimizzaw id-disinn intern filwaqt li jżommu l-istess dimensjonijiet esterni, li jistgħu jżidu b'mod sinifikanti t-tagħbijiet dinamiċi u statiċi tal-bearings, itejbu l-ħajja tas-servizz tagħhom u l-prestazzjoni dinamika.
Minħabba l-kumplessità dejjem tiżdied tad-disinn tal-modifika tar-rombli, it-tagħbija tal-komputazzjoni tal-analiżi tal-istress konvexità korrispondenti żdiedet sew . Il-metodi ta 'kalkolu tradizzjonali m'għadhomx xierqa għar-rekwiżiti tad-disinn moderni, u l-analiżi tal-kuntatt bejn ir-rombli u r-razza hija problema mhux statika . Huwa diffiċli li ssolvi d-daqs, l-istress, it-tensjoni, l-istress, u l-istress Teorija . Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu adottati metodi ta 'disinn moderni biex tanalizza u ssolvi dawn il-problemi, u t-teknoloġija tal-elementi finiti hija bla dubju metodu ekonomikament effettiv .
Meta ttieħdu bearings ta 'rombli ċilindriċi b'arki ċirkulari fiż-żewġt itruf ta' linja dritta użata fil-ferroviji ta 'veloċità għolja bħala l-oġġett ta' riċerka, mudell simplifikat ġie stabbilit bl-użu ta 'softwer ta' simulazzjoni ANSYS, u l-metodu ta 'analiżi ta' kuntatt intuża biex janalizza kwantitattivament il-konvexità tar-rombli li jġorru . l-aħjar konvexità tar-rombli, ġiet miksuba, u r-razza u t-titjib tal-kapaċità tal-bearing .
2. mudell ta 'element finit u proċess ta' analiżi ta 'simulazzjoni
Il-bearing huwa romblu ċilindriku b'ringiela doppja b'dijametru ta 'ġewwa ta' 130mm, dijametru ta 'barra ta' 240mm, dijametru tar-romblu ta '30mm, u tul tar-romblu ta' 48mm {. it-tagħbija hija 138kn u l-veloċità hija 2100r / min . il-modulu elastiku tal-modulu elastiku u Poisson 212 000 MPA u 0.3, rispettivament, b'densità materjali ta '7850 kg / m 3. ibbażati fuq il-karatteristiċi tal-moviment tal-bearing rolling, is-suppożizzjonijiet bażiċi fil-proċess ta' simulazzjoni huma kif ġej:
(1) Minħabba l-impatt negliġibbli ta 'chamfers u truf fuq id-distribuzzjoni tal-istress intern tal-bearings, il-mudell solidu ma jinkludix chamfers u truf .
(2) Mhux qed tikkunsidra l-effetti ta 'tneħħija radjali, tneħħija assjali, u film taż-żejt .
(3) Minħabba d-deformazzjoni żgħira tal-plastik tal-bearing, in-non-linearità tal-materjal mhix ikkunsidrata . huwa preżunt li l-elementi tat-tidwir u ċ-ċrieki ta 'ġewwa u ta' barra tal-bearing huma magħmula minn materjali elastiċi lineari . minħabba l-kunċett ta 'kuntatt identiċi bejn ir-rombli li jġorru u r-razza, ibbażati fuq il-kunċett ta' kuntatt ta 'mekkaniċi Mudell tal-kuntatt bejn ir-rombli u r-razza jista 'jintuża għall-analiżi ta' simulazzjoni konvexità ġenerali . minħabba l-fatt li l-kundizzjoni ta 'kuntatt bejn iż-żewġt itruf tar-romblu hija konsistenti mat-taqsima korrispondenti fin-nofs tar-romblu, biss mudell 1/2 ta' romblu wieħed huwa stabbilit, u l-immudellar parametrizzat huwa użat biex isalva ħafna xogħol ripetittiv. three-dimensional space continuum eight node linear simplified composite element, and the contact method adopts surface contact. The contact elements are 170 and 174 elements, respectively. The mesh division near the edge contact in the z-axis direction will be relatively fine, while the mesh division in the middle part will be relatively coarse, as shown in Figure 2. This can save a lot ta 'ħin ta' kalkolu mingħajr ma taffettwa l-eżattezza tar-riżultati tal-kalkolu . Il-Figura 1 turi d-dijagramma skematika tar-romblu ċilindriku modifikat u t-tagħbija tagħha .
Figura 1 Dijagramma skematika tar-rombli ċilindriċi modifikati u t-tagħbija tagħha
Restrizzjonijiet fuq il-mudell u l-applikazzjoni ta 'tagħbijiet: (1) restrizzjonijiet simmetriċi fuq il-profil . (2) Simulazzjoni tal-qafas li jżomm: għoqiedi parzjali fuq il-wiċċ mhux tal-kuntatt tal-element tat-tidwir huma soġġetti għal restrizzjonijiet ta' spostament, u l-uy tanġenzjali u l-ispostamenti Axial ta 'dawn in-nodes huma kostritti fil-koordini ċilindriċi fil-koordini ċilindriċi {{4} (3) L-akkoppjar ta 'gradi ta' libertà tal-wiċċ tat-tagħbija taċ-ċirku ta 'ġewwa: L-għoqiedi kollha fuq il-wiċċ taċ-ċirku ta' ġewwa tax-xaft huma akkoppjati mal-UX radjali tagħhom u l-gradi uy ċirkonferenzjali tal-libertà . (4) Simulazzjoni tas-sedil tal-bearing: il-wiċċ ta 'barra taċ-ċirku ta' barra jlaħħaq il-gradi kollha tiegħu ta 'libertà . (5) simulazzjoni ċirku u rombli jirrestrinġu l-ispostament tagħhom fid-direzzjoni UZ . (6) li jgħaqqdu l-ispostamenti tan-nodi kollha UX u UY fuq il-wiċċ ta 'ġewwa taċ-ċirku ta' ġewwa f'sistema ta 'koordinati ċilindriċi .} (7) Tagħbija forza kkonċentrata fid-direzzjoni ta' UY fis-sistema ta 'koordinata Kartesjana, bil-punt ta' azzjoni fil-punt ta 'azzjoni fis-serħan Ring . (8) Oħloq komponenti għal rombli u applika tagħbijiet inerzjali fuq ir-rombli .
Figura 2 Dijagramma tad-diviżjoni tal-malji tal-mudell ġeometriku tar-romblu u tar-razza ta 'ġewwa u ta' barra
Meta ssolvi, uża passi ta 'ħin xierqa, issettja l-ebusija tal-kuntatt u l-permeabilità għal 0 . 3 u 0.001, rispettivament, u uża valuri default għal oħrajn.
3. Riżultati ta 'analiżi
Skond il-formula ta 'Hertz, taħt l-istess tagħbija, l-istress ta' kuntatt bejn ir-romblu u ċ-ċirku ta 'barra ta' romblu ċilindriku huwa iżgħar mill-istress ta 'kuntatt bejn ir-romblu u ċ-ċirku ta' ġewwa . Għalhekk, il-kuntatt biss bejn ir-romblu u ċ-ċirku ta 'ġewwa huwa mqabbel u analizzat .
Sabiex tiġi ddeterminata l-aħjar miżura ta 'konvexità, twettqet analiżi estensiva ta' element finit biex tqabbel l-effett tat-tnaqqis tal-konċentrazzjoni tal-istress tal-konfini u tiddetermina l-ottima l-miżura tal-konvexità tar-rombli . hawnhekk aħna biss nintroduċu l-element finite riżultati ta 'ftit miżuri konvessi|Tul id-direzzjoni assjali taċ-ċirku ta 'ġewwa . l-oriġini tal-assi orizzontali fil-Figuri 3 u 4 hija l-punt fuq is-sezzjoni tan-nofs tal-ġeneratur tar-romblu, u t-tarf tal-lemin huwa l-punt fit-tarf tal-ġeneratur tar-roller; U 1, 2, 3, 4, 5, u 6 jirrappreżentaw rispettivament il-bearings tar-rombli tal-metrika konvessi li jikkorrispondu fit-tabella 1. Tabella 1 telenka r-riżultati ewlenin tal-analiżi tal-element finit għal kull metrika konvexità . meta l-konvexità metrika hija żero, jiġifieri, għal romblu ordinarju mhux modifikat li jkollu r-rombli ordinarja, ir-rati ta 'tensjoni fit-tabella. Line Roller .
Figura 3 Liġi ta 'distribuzzjoni ta' stress ekwivalenti ta 'romblu tul id-direzzjoni assjali
Figura 4 Liġi tad-distribuzzjoni ta 'stress ekwivalenti tul id-direzzjoni assjali fiċ-ċirku ta' ġewwa
Tabella 1 Riżultati ewlenin ta 'analiżi ta' elementi finiti
Kif muri fil-Figura 3, il-mudell ta 'distribuzzjoni ta' kull kurva tul id-direzzjoni assjali tar-romblu huwa bażikament simili Il-kurvi kollha, u l-istress tat-tarf fl-aħħar huwa l-ikbar, li jindika li l- "effett tat-tarf" huwa l-iktar . l-istress tal-kurva 3 b'konvexità ta '0 {{. 045 huwa kemmxejn ogħla fin-nofs tar-romblu minn dak ta' 0, iżda l-istress fl-edges tiegħu huwa mnaqqas ħafna. Ix-xejra tad-distribuzzjoni ta 'kurvi oħra hija kompletament simili għal dik tal-kurva 3.
Mill-Figuri 3 u 4, jista 'jidher li l-mudell ta' distribuzzjoni ta 'stress ekwivalenti tul l-assi tar-romblu u ċ-ċirku ta' ġewwa huwa bażikament simili, bil-konċentrazzjoni tal-istress tal-konfini sseħħ fit-tarf tar-romblu, filwaqt li d-distribuzzjoni tal-istress f'żoni oħra hija relattivament ġentili, u hemm żieda żgħira fl-intersezzjoni tal-linja dritta tar-roller u l-ark modifikat . skond l-analiżi ta 'stress ekwivalenti, 0 . 055mm . Il-Figura 5 turi l-mappa tal-kontorn tal-istress tar-romblu b'konvessità ta '0.055mm. Ir-rata ta 'tnaqqis tal-istress massimu tal-kuntatt u l-istress ekwivalenti massimu relattiv għar-romblu mhux modifikat f'kull kejl konvess hija murija fit-Tabella 1.
4. Konklużjoni
Fil-qosor, minn perspettiva ta 'analiżi teoretika, il-konvexità ta' modifika ottimali tar-romblu modifikat taħt it-tagħbija studjata hija 0 . 055mm {. Għalhekk, sabiex titnaqqas il-grad ta 'konċentrazzjoni ta' tensjoni tal-konfini, il-konvexità għandha ssir viċin ta '0.055mm kemm jista' jkun taħt il-kundizzjonijiet ta 'kapaċità ta' proċessar.
2025 3 ta 'Ġunju Rakkomandazzjoni tal-Prodott tal-Ġimgħa WBM:
Super Finishing Roll:
Għandna 30 sena fit-tfassil u l-produzzjoni ta 'esperjenza fl-elementi tat-tidwir tal-bearings u l-industrija tal-għodda ma' ISO9001 u IATF 16949. għodda għall-intestatura kiesħa, torn, grinder se tkun prodotta għall-ħtieġa tiegħek għall-ħtieġa tiegħek .
