EHL kontakt modell alkalmazása csillapítás becsléséhez
A csapágy a gépészeti berendezéseink egyik alap építőeleme. Előfordul minden forgó alkatrészt tartalmazó szerkezetünkben, így bátran állíthatjuk, hogy az egyik leggyakrabban alkalmazott gépelemünk. A gépgyártástudományban legkritikusabb szerepet a megmunkáló központok főorsójánál tölti be [1]. A főorsókban alkalmazott csapágyak jelentősen befolyásolják a megmunkálás pontosságát és a felületi minőségét, de mindemellett a gördülőelemek dinamikus kontaktja kihatással van a teljes megmunkáló központ rezgéseire is. Mivel szélsőséges technológiai paraméterek esetén a megmunkálás stabilitása rendkívül érzékeny a rendszer csillapítására, ezért a csapágyakban jelenlévő csillapító hatás pontos leírása különösen kutatott terület. Dolgozatomban egy a gördülő csapágy modelljében alkalmazható kontakt modellt vizsgáltam, amely képes leírni a kenőolajfilm hatását a csapágy működése során. A szakirodalomban ez a modell EHL rövidítéssel ismert (elastohydrodynamic ¬l¬¬ubrication), melynek vizsgálata elsősorban numerikus úton lehetséges.
A kontakt modell egyszerre tartalmaz áramlástani és mechanikai egyenleteket [2], amelyek kapcsoltak. Ezen egyenletrendszert véges differenciák módszerével oldottom meg [3]. A véges differenciák módszerével előállított egyenletrendszer nemlineáris, így Newton-Raphson módszert alkalmaztam a megoldás során. A numerikus gyökkeresés elindításához szükséges kezdeti értékeket a Hertz-féle kontakt modell segítségével adtam meg [4]. Megvizsgáltam a kontakt modell állandósult állapotbeli megoldásait. A csapágygolyó erőgerjesztés hatására bekövetkező rezgéseit meghatározva számíthatóvá vált a kontakt által felemésztett energia hiszterézis hurok [5]. Így, az elkészített numerikus kód segítségével a kontakt jellemezhetővé vált koncentrált paraméterek segítségével.
Irodalomjegyzék
[1] E. Abele, Y. Altintas, C. Brecher : Machine tool spindle units. CIRP Annals - Manufacturing Technology 59 (2010) 781–802
[2] K. L. Johnson. Contact Mechanics. (1985).
[3] Christopher Edward Goodyer. “Adaptive Numerical Methods for Elastohydrodynamic lubrication”. (2001).
[4] H. Hertz. “On the Contact of Elastic Solids”. In: (1881).
[5] Y H Wijnant. “Contact Dynamics in the field of Elastohydrodynamic Lubrication”. (1998).
szerző
-
Krajnyák Gábor
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Takács Dénes
egyetemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék
