Rolling bearings are widely used in the products of aviation and space technology. To ensure their long-term trouble-free operation, it is necessary to have accurate and reliable information about the forces acting on the bearings. The required values of forces and, accordingly, the required durability of bearings are usually determined on the basis of the traditional design scheme of a double-support beam (smooth beam mounted on two hinged supports). The paper presents a new interpretation of the features of the operation of bearing units on ball radial single-row bearings installed according to the cross located arrangement. It is shown that under conditions of combined loading, including radial and axial forces, the generally accepted theoretical model of a doublesupport beam is not implemented. There is no single calculation model that adequately reflects the nature of the interaction of bearing parts over the entire range of external loads. In the most general case, this model can be represented by a sequence of five statically indeterminate calculation schemes, which are modified and transformed into one another. So, with an increase in the external radial force, the cantilevered beam with additional hinge support scheme is first implemented, which, then, is transformed into the double-sided jamming scheme, and that, later, is transformed into the two double hinge supports scheme. It is also possible to implement two intermediate transition schemes. A specific example shows that in the products of aviation and space technology, determining the durability of bearings based on the traditional model is not advisable, since it can give an overestimated value with an error of 28,37 to 26663,9 times.
Валы применяются практически во всех машинах и механизмах. В отличие от других деталей, разрушение валов происходит очень редко. Как предполагалось ранее, это связано с высоким уровнем совершенства методики их расчета и проектирования. В статье проанализированы особенности трех традиционных методик проектирования валов и показано, что при их применении валы не разрушаются по причине существенного (до 27 и более раз) завышения диаметров всех характерных участков в сравнении с размерами, достаточными с точки зрения прочности вала. При этом площадь его поперечного сечения и, соответственно, масса могут быть завышены более чем в 750 раз. Такое ничем не оправданное завышение диаметров и массы валов не может считаться показателем совершенства методик расчета и проектирования валов, но, с другой стороны, является важным резервом совершенствования их конструкций. В наибольшей степени это относится к механизмам, к которым предъявляются повышенные требования с точки зрения минимальных габаритов и массы. Для обеспечения этих требований необходимо предварительно спроектированную конструкцию в обязательном порядке проверить на жесткость, и по результатам расчета уменьшить в соответствующей степени диаметры всех ступеней. Этого правила следует придерживаться до разработки новой, корректной, научно обоснованной методики проектного расчета валов. Ключевые слова: вал, проектный расчет вала, прочность вала, жесткость вала, разрушение вала Введение Валы являются одними из наиболее часто встречающихся и наиболее ответственных деталей машин. Они применяются практически во всех машинах и механизмах. От их работоспособности во многом зависит работоспособность всей машины. Следует отметить, что валы редко выходят из строя, поэтому может сложиться впечатление, что методика их расчета доведена до совершенства. Однако это не совсем так. В настоящей работе мы рассмотрим данный вопрос более подробно. Традиционная методика расчета валов включает два принципиальных этапа: проектный (или предварительный) и проверочный. Поскольку вал обычно имеет ступенчатую форму, на предварительном этапе определяют минимальный диаметр его ступенчатой конструкции. Таким участком вала чаще всего является
Bearing units of lifting machines, products of construction, road, aviation, space and other branches of technology are very important structural elements, since the failure of even one bearing can cause the failure of the entire product. The results of experimental verification of the theoretical model of bearing operation under combined loading conditions are presented. The behavior under load of bearing units in the most general case can be represented by a sequence of five design schemes, expressed in the form of five statically indeterminate beams. The purpose of the experiments was to test this model under real loading conditions. The experiments were based on the analysis of the geometric shape of the curved elastic line, which the shaft of the bearing assembly acquires under load. The experimental results confirmed the validity of the model and showed that the previously generally accepted model of a two-support beam is not implemented. The conclusion is confirmed that in responsible lifting machines, as well as in responsible products of construction, road, aviation, space and other branches of technology, it is impractical to calculate bearings according to the traditional method, since an erroneous value of bearing durability can be obtained, overestimated from 28.37 to 26.663.9 times.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.