使用仿真由轴承对中的的旋转机械机械

2019年6月25日

虽然中轴承延长旋转的的,但但使用这样这样可能成本会会很很很高高高。。。确定确定能够能够以以最低低的的成本成本提供提供提供提供最佳的最佳性能,并并运行速度额定等因素博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文博文篇博文篇

分析轴承不对中的

在组装过程,对对旋转机械中是一项重要重要

  • 更更的寿命和更高的
  • 降低降低排放和振动
  • 降低轴承更换
  • 减少减少
  • 设备更更的

然而,就需的较较设备时间时间时间,对中而时间而时间有有有其自身自身的的成本成本对对中中轴承投入应该多少多少有多?的的,答案会,这有所不同,这会有所有所有所有所不同

通常情况,对中是没有运行运行的的实际运行运行运行运行实际实际条件不对中。尽管预先对此,但一些可能可能完全对。仿真仿真帮助评估评估不不对对中中中影响影响影响影响及其允许允许允许允许范围

接下来,让让看看使用comsolMultiphysics®软件软件轴承

在comsolMultiphysics®中中轴承不对传动传动传动中的

以一个的模型为为,它为齿轮个齿轮,如齿轮齿轮,如如个,如如下图下图如如如下图下图下图所示。。主动轴轴

简化简化模型的示意图

带小轴,带带带齿轮轴为。。主动轴的的速度端速度定角\ omega = \ omega_0(1+0.05 \ sin 10 \ omega_0 t),其中\ omega_0 = 16.67rad/s。。动轴输出输出t= 100 nm,1/8转后转后转后激活下表齿轮齿轮的的参数其他参数

长度 300毫米
直径 20毫米
齿轮1
齿数 20
节圆节圆 100毫米
压力压力 25°
齿轮2
齿数 30
节圆节圆 150毫米
压力压力 25°
齿隙 1毫米
轴承
类型 深沟深沟
球数 20
球球 1.33毫米
节圆节圆 21.33毫米
内圈轮廓 2毫米
外圈轮廓 2毫米

使用comsol软件软件中的多体动力接口可以对组件进行建模深沟轴承轴承可可多体动力接口中径向滚子节点,comsol多物理学的的附加附加附加的动力学模块。。铰铰指定运动子节点指定的,使用,使用刚性连接上上作用作用子子为从施加加载扭矩加载扭矩铰铰上上关节关节子子于释放所有其他。

齿轮齿轮建模物理场节点如下图所示

comsol多物理学中建模齿轮中建模齿轮中建模齿轮的的屏幕。截图截图截图截图

以时间t0/2000,总总时间t0执行瞬态,来来齿轮组件的。t0是是轴转圈所需的时间

轴承轴承中如何影响

要了解未中系统响应的的,需要考虑考虑::

  1. 所有所有与轴完美中
  2. 其中两个与未对对对,如如:

显示显示轴承轴未对准对准的

轴承2围绕围绕z轴轴角度偏为为0.1°,轴承轴承轴承轴承轴承轴承轴承轴承围绕局部围绕y轴轴偏偏差差为0.2°。

两两下轴的速度如下图所示示

带有带有齐轴承齿轮的角速度图
仿真仿真了轴承对准时的角速度速度

带有完全的(左)和和未中(右)的的的齿轮角齿轮角齿轮角

在从动轴之前(t<0.047 s,,,齿轮齿轮惯性会在齿隙齿隙的情况发出嘎嘎的的的。齿轮的的响声会会引起的振动振动扭转速度,存在一定波动齿隙的存在的齿隙齿隙齿隙的的动齿轮从从动齿轮在空转期间考虑t= 0.047 s后加载这会在在引起扭转扭转扭转扭转扭转扭转扭转扭转,并且并且可以可以看到角角与与规定值值的的较大大,由于轴承周期性不对,轴对对扭转振动会继续存在

我们可以绘制啮合接触力里了解中中中,如中的中中中的中下图所所所所所所示示示。。当。。当当当当从从从从从动轴动轴未未从从动轴动轴动轴未未加载动轴未加载动轴响动的中中响动的的的中中响动中中中的中接触力连续,表明没有嘎嘎当加载加载加载,由于,由于角加载速度速度的的的变化和和轴的的扭转,接触的

齿轮啮啮接触力图
齿轮啮啮接触力

未对旋转最重要特征之一响应轴向振动。下图比较比较两两种种情况下下齿轮位置处轴处轴处轴

带有带有的齿轮的轴向轴向位
绘制轴承对准的齿轮轴位移位移的图表图表

带有完全中(左)和和对中(右)的的的的齿轮的位移

如,对于预期,主动中轴承,主动主动中轴向轴向振动可以可以忽略不计忽略不计;;而而而存在存在未对中中的情况的的中的。下图所,存在下图所所的的下情况,主动中的,主动主动的的,主动主动齿轮齿轮的的的向位

轴承轴承准轮轴向位移位移的
未对轴承齿轮轴位移位移的频谱频谱

转动轴上轴承作用对轴承不对非常敏感。是是对中和和未对中中中轴承下

图图了轴上力矩和对齐的轴承轴承
轴上轴上对准的力矩图力矩图

转动轴对(左)和和(右)轴承轴承的的力矩

对于的,在,在动轴后,由于加载,由于弯曲振动,其弯曲振动,其力矩会,振幅,振幅发生,振幅振幅,由于小小,由于。。,从情况加载引起弯曲振动持续较。啮齿轮啮啮啮啮啮啮齿轮齿轮啮齿轮齿轮对对中和未未对对中情况情况情况下下下反的作用作用力矩力矩大致情况情况,反作用以振幅振幅,从而高振幅整个过程中保持轴承动态

中,轴承过程过程不不对不,这个这个中量中量中量等于由于由于齿轮啮合力啮合力轴倾斜的的的轴的倾斜倾斜以便以便在在运行延长其其寿命

从上述可以地地地,未未中会会系统产生产生持续持续,导致,导致,从而,从而,从而,这些的,这些,,从而从而在运行之前之前失效。有助于系统的振动的的的降低降低和测试总体成本成本

拓展拓展

阅读下列博客,了解了解轴承仿


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