Wpływ FKN w analizie naprężeń w strefie kontaktu w łożyskach tocznych

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wpływ współczynnika sztywności kontaktowej FKN na wyniki obliczeń naprężeń w strefie kontaktu w łożyskach tocznych. Obliczenia analityczne wg wzorów zalecanych w literaturze zakładają daleko idące uproszczenia – między innymi nie uwzględniają wpływu chropowatości współpracujących powierzchni. Zastosowanie MES pozwala uwzględnić sztywność chropowatych powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: współczynnik sztywności kontaktowej FKN, obciążenie wewnętrzne, łożyska toczne.

ABSTRACT: The paper shows the influence of Normal Penalty Stiffness Factor FKN on the results of the numerical analysis of contact pressures in rolling bearings. Analytical calculations, when performed according to the formulas recommended in the literature, assume far going simplifications which do not take into account influence of surface roughness. Usage of Finite Element Method FEM allowed to take it into consideration.

KEYWORDS: Normal Penalty Stiffness Factor FKN, contact pressures, rolling bears, contact of the rolling.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Chudzik A., Warda B.: Fatigue life prediction of the radial roller bearing with the correction of roller generators, International Journal Mech. Science, Vol. 89, 2014, pp. 299-310.
• Krzemiński-Freda H, Warda B.: Correction of the roller generators in spherical roller bearings, Wear 192, 1996, pp. 29-39.
• Grudziński P.: Badania sił i odkształceń kontaktowych w toczonym połączeniu prowadnicowym obrabiarki przy uwzględnieniu chropowatości powierzchni, XXIII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, Tom I, Rzeszów – Przemyśl 2007.
• de Mul J.M., Kalker J.J., Fredriksson B.: The contact between arbitrarily curved bodies of finite dimension,. ASME Journ. Tribol, Vol. 108, 1986, pp. 140-148.
• Hahn G.T., Bhargava V., Chen Q.: The cyclic stress-strain properties, hysteresis loop shape, and kinematic hardening of two high-strength bearing steels, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 21A, 1990, pp. 653-665.
• Kania L.: Analiza obciążenia wewnętrznego w łożyskach tocznych wieńcowych w aspekcie ich nośności statycznej, Politechnika Częstochowska, seria Monografie nr 111, Częstochowa 2005.
• Kania L., Pytlarz R., Reszka P.: Modelowanie strefy styku kulkowych łożysk wieńcowych oraz analiza numeryczna współczynnika twradości, Modelowanie Inżynierskie 41, Gliwice 2011, s. 157-164.
• Romanowicz P.: Analiza zmęczeniowa wybranych elementów maszyn pracujących w warunkach kontaktu tocznego, rozprawa doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2009.
• Waligóra W.: Badania jakości łożysk wałeczkowych, Politechnika Poznańska, Rozprawy, nr 128, Poznań 1981.
• William J.A.: Engineering Tribology, Oxford Science Publikations, Oxford 1994.
• Shi Xi, Policarpou A.A., Measurments and Modeling of Normal Contact Stiffness and Contact Daping at the Meso Scale, Transcription of the ASME, Journal Of Vibration and Acoustic, Vol. 127, 2005, pp. 52-60.
• Xintao Xia, Shichao Zhu, Chenhui Jia & Rongjun Niu: Analysis of Contact Stress between Cylindrical Roller and Outer Ring Raceway with Taper Error Using ANSYS, Modern Applied Science, Vol. 6, No. 12, pp. 86-90.
• User’s Guide ANSYS.
• http://e-zipk.ia.polsl.pl

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.7.221