Programska oprema za razvoj menjalnika
FVA-Workbench je proizvajalčevo nevtralno orodje za simulacijo in izračun
prenosni sistemi. Ko se cikli razvoja izdelkov skrajšujejo, postaja zmogljivo modeliranje
pristopi in algoritmi za izračun postajajo vse pomembnejši. Pretežno analitični pristopi v FVA-Workbench zagotavljajo hitre in zanesljive rešitve za vsa pomembna vprašanja, povezana s pogonsko tehnologijo. Za telesa, ki jih ni mogoče analitično natančno opisati, so rezultati dopolnjeni z ustreznimi numeričnimi metodami. Intuitivne tehnike modeliranja v FVA-Workbench vsakič zagotavljajo simulacijo doslednih, veljavnih in izdelanih zobnikov.
Izračuni razvijajo, analizirajo in validirajo v raziskovalnih projektih
Forschungsvereinigung Antriebstechnik eV (FVA, Raziskovalno združenje pogonske tehnologije). S prispevki članov in javnim financiranjem lahko FVA letno organizira 17 milijonov evrov za raziskovalne projekte na vodilnih nemških univerzah, katedrah in raziskovalnih institucijah. FVA-Workbench služi kot platforma znanja, s čimer so rezultati raziskovalnih projektov FVA na voljo in dostopni vsem inženirjem. Ni treba več prebirati in preučevati nešteto strani znanstvene dokumentacije, zato je razvoj inovativnih menjalnikov bistveno učinkovitejši in uporabniku prijaznejši.
Naslednji članek bo razložil podroben izračun kotalnih ležajev v FVA-Workbench na podlagi upoštevanja profilov valjčnih ležajev.
Profiliranje valjčnih ležajev
V valjčnih ležajih obstaja linijski stik med kotalnimi elementi in drsno stezo. Če so kotalni elementi popolnoma valjasti (valjasti valjčni ležaji) ali stožčasti (stožčasti valjčni ležaji), to vodi do lokalnih vrhov tlaka, ko končna stran kotalnih elementov pride v stik z drsnikom (slika 1a). To lahko povzroči lokalno jamarsko škodo na teh območjih (slika 2). Da bi se izognili tem vrhom tlaka, so valjčni ležaji vedno zasnovani s profiliranjem vzdolž vzdolžne osi valja (slika 1b). Poleg izogibanja visokim obremenitvam robov profiliranje vpliva tudi na naslednja merila:
Največji kontaktni tlak valja in drsne steze, zlasti pri nagibanju
Prilagojena referenčna ocena glede na / 2 /
Nagibanje in zniževanje togosti
Cilindrični in stožčasti valjčni ležaji imajo običajno logaritemski profil v skladu z / 2 /. Dejanska globina in oblika profila lahko bistveno odstopata in jo določi proizvajalec na podlagi razpoložljivega znanja za vsako vrsto ležaja. Da bi upoštevali vpliv različnih profilov na zgornja merila v fazi načrtovanja ležajev, FVA-Workbench ponuja možnost prilagoditve profila za vsak posamezen valjčni ležaj. Poleg vnaprej določenih oblik profila je mogoče določiti tudi krivulje profila, ki jih zagotovi proizvajalec ležajev ali na podlagi meritev. Zato je pri končni izbiri ležaja priporočljivo, da se v kritičnih primerih posvetujete s proizvajalcem ležajev.
Primer izračuna
Vpliv različnih profilov bo prikazan z uporabo izračuna izračuna izhodne gredi ležaja gredi tipa NJ 230 iz menjalnika, prikazanega na sliki 3, kot primer. Za ležaj so izračunane tri različne variacije profila:
32 μm logaritemski profil (ustreza / 2 /)
14 μm logaritemski profil
Brez profila
Diagram 1 ponuja pregled rezultatov izračuna za 3 različice. Vse vrednosti so glede na ustrezen profil, določen v / 2 / (tukaj: 32 μm).
Poleg tega se za tri različice na sliki 4 spodaj primerja porazdelitev tlaka vzdolž vzdolžne osi valja v stiku notranjega obroča najbolj obremenjenega elementa valja.
Iz rezultatov je mogoče izpeljati naslednje trditve:
Profil ne vpliva bistveno na rezultate spremenjenih izračunov življenjske dobe (v skladu z ISO 281 in izračuni kataloga proizvajalcev). Le manjše razlike so lahko posledica dejstva, da se zaradi spremembe togosti ležaja v sistemu lahko izračunajo nekoliko drugačne nosilne sile.
Na porazdelitev in največjo vrednost lokalnih kontaktnih tlakov v ležajih odločilno vpliva specifikacija različnih profilov. Iz krivulj na sliki 4 je razvidno, da se tlak na sredini valja z večjimi količinami profiliranja poveča. Z nižjimi količinami profiliranja postane porazdelitev tlaka bolj enakomerna. V tem primeru pa lahko pride do povečanih obremenitev robov, zlasti pri visokih kotih nagiba.
Ker vrednost spremenjene referenčne življenjske dobe v skladu z DIN 26281 temelji na upoštevanju lokalnega kontaktnega tlaka, je tudi tukaj mogoče videti močan vpliv na vrednosti nazivne življenjske dobe za vsak določen profil.
O podjetju FVA GmbH
FVA GmbH je skupno podjetje VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau,
Združenje strojne industrije) in FVA eV (Raziskovalno združenje pogonske tehnologije). FVA GmbH, ki je bila ustanovljena leta 2010, sodeluje z nemškimi raziskovalnimi institucijami na najvišji ravni in vodilnimi podjetji iz panoge pogonskih tehnologij za praktično uporabo znanja, pridobljenega z raziskovalnimi projekti FVA. Naše temeljne kompetence so razvoj računalniške in simulacijske programske opreme za pogonsko tehnologijo, obdelava in pretvorba starih kodnih struktur v sodobne arhitekture programske opreme, strokovna služba in podpora ter gostovanje tehničnih seminarjev in konferenc.