2.3.9 Подшипник роликовый сферический 3622
Исходные данные:
Таблица 1. Геометрия
|
Внешний диаметр |
240.000 |
мм |
|
Внутренний диаметр |
110.000 |
мм |
|
Диаметр тела качения |
35.000 |
мм |
|
Число тел качения |
14.000 |
|
|
Длина ролика |
28.800 |
мм |
|
Угол контакта |
14.000 |
град |
Таблица 2. Точность
|
Радиальные биения внешн. кольца |
0.015 |
мм |
|
Радиальные биения внутр. кольца |
0.010 |
мм |
Таблица 3. Условия работы
|
Радиальная сила |
58897.000 |
Н |
|
Осевая сила |
0.000 |
Н |
|
Рад. смещение преднатяга |
0.000 |
мм |
|
Скорость вращения |
77.000 |
об/мин |
|
Коэфф. динамичности |
1.300 |
|
|
Тип нагружения |
Переменная |
|
Таблица 4. Резюме
|
Средняя долговечность |
599667.057 |
час |
|
Максимальное контактное напряжение |
3517.489 |
Н/кв.мм |
|
Выделение тепла |
82557.728 |
Дж/час |
|
Осевые биения |
0.000 |
мкм |
|
Радиальные биения |
44.566 |
мкм |
|
Боковые биения |
0.000 |
мкм |
|
Момент трения |
1.422 |
Н*м |
|
Потери мощности |
11.466 |
Вт |
Ресурс работы подшипника превышает заданный, следовательно, обеспечивается необходимая долговечность.
2.4 Конечно-элементного анализа напряженного состояния корпуса в модуле apm Structure 3d
Комплексный анализ – расчет напряженно-деформированного состояния трехмерной модели поворотного блока резания сложной геометрической формы позволит оптимизировать его конструкцию, снизить вес, что приведет к его удешевлению и лучшим массогабаритным характеристикам. Такой анализ можно выполнить в модуль APMStructure3D. Поворотный блок резания в данном случае или любой другой корпус редуктора или другая конструкция может быть импортирована в модульAPMStructure3Dиз модуляAPMStudio, в котором можно проставить внешнюю нагрузку, закрепления конструкции, которые могут быть произвольными как по характеру, так и по местоположению. К твердотельной конструкции могут быть приложены следующие виды силовых факторов:
сосредоточенная сила или момент в произвольной точке;
распределенная нагрузка по длине (распределенная сила или распределенный момент)
нагрузки, вызванные смещением опор;
нормальная распределенная сила, действующая на пластину;
ветровые, снеговые нагрузки, действующие на пластины, сейсмические нагрузки.
Рис 5.1 – Твердотельная модель поворотного блока резания (модуль APMStudio). Вид 1
Рис 5.2 – Твердотельная модель поворотного блока резания (модуль APMStudio). Вид 2
Рис 5.3 – Твердотельная модель поворотного блока резания (модуль APMStudio). Вид 3
Расчет напряженно-деформированного состояния твердотельной конструкции выполняется с использованием метода конечных элементов. Число конечных элементов для разбиения твердотельной конструкции, а, следовательно, длительность времени расчета может устанавливаться в соответствии с желаемой точностью получаемых результатов и другими параметрами.
Рис 5.4 – Конечно-элементная сетка поворотного блока резания с приложенными
нагрузками и закреплениями (модуль APMStructure3D).
Модуль APMStructure3Dпозволяет рассчитать величины напряжений и деформаций в любой точке конструкции, как с учетом внешнего нагружения, так и с учетом собственного веса каждого из элементов; определить неизвестные силовые факторы в каждом из узлов и внутренние силовые факторы в пределах каждого конечного элемента, эта информация может быть использована в дальнейшем для расчета сварных, групповых резьбовых либо заклепочных соединений. Результаты расчетов с помощью специального визуализатора представляются в цветовой гамме, в виде изолиний или форме эпюр напряжений, моментов, сил, деформаций.
Интерфейсная часть, предназначенная для демонстрации результатов расчета, облегчает анализ полученных результатов. Интерфейс включает визуализаторы: напряженно-деформированного состояния модели; силовых факторов и деформаций (линейных и угловых); эквивалентных напряжений и напряжений на отдельные компоненты.
Рис. 5.5 – Карта главных напряжений (модуль APMStructure3D).
Рис. 5.6 – Карта напряжений. Вид 1. (модуль APM Structure 3D).
Рис. 5.7 – Карта напряжений. Вид 2. (модуль APM Structure 3D).
Рис. 5.8 – Карта коэффициента запаса по текучести (модуль APMStructure3D).
Полученные значения коэффициента запаса прочности не превышают допустимого значения, кроме участка крепления поворотного блока резания. В области проушин будет происходить деформация материала.
Рис. 5.9 – Карта перемещения построена на недеформированной конструкции, конечно-элементная сетка - на деформированной конструкции (модуль APMStructure3D).
Описанные выше возможности позволяют существенно улучшить качество проектирования сложных корпусных деталей, сократить сроки их проектирования, а также значительно снизить вес конструкции и, следовательно, уменьшить ее стоимость. С использованием модуля APMStructure3Dможно проектировать конструкции, близкие к равнопрочным по критериям прочности, жесткости и, следовательно, отвечать лучшим требованиям при проектировании.
Выводы
Надежность технических изделий, в том числе горных машин, является одной из основных составляющих их качества и в значительной мере определяет производственные показатели угольного предприятия в целом. Угольное предприятие, принимая решение, о приобретении горной машины того или иного конструкторского бюро основывается на показателях надежности, при схожих остальных факторах, однако весомое значение имеет и цена. Следовательно, при проектировании и модернизации горных машин необходимо, чтобы машина наряду с высокой надежностью имела конкурентоспособную цену. Применение разработанной методики расчета, реализованной в среде САПР APM WinMachine, позволяет добиться сокращение расходов при проектировании за счет оптимизации конструкции деталей а, следовательно, снижения их стоимости, сокращения продолжительности выполнения, уменьшения сложности расчетов, и уменьшения количества ошибок.