У машинобудуванні підшипники є елементами машин, які забезпечують рух і зменшують тертя між рухомими частинами. Наприклад, підшипники можуть керувати поступальним рухом деталі або її обертанням навколо осі, а також запобігати руху, контролюючи зусилля, що діють на деталь.

В маленькому елементі передаються величезні зусилля. Тому не дивно, що  розрахунки підшипників є одними з найскладніших аспектів проектування машин: точність – це головне. Для успішного проектування необхідно моделювати підшипники з достатньою точністю, в той час як їх різноманітні характеристики та особливості форми важко врахувати.

Провідний виробник підшипників – компанія SKF – розробила програмне рішення у вигляді SKF Bearing, безкоштовного АСТ-розширення до Ansys Mechanical, яке спрощує процес вибору та моделювання підшипників, надаючи доступ до точних даних щодо жорсткості для понад 10 000 різновидів підшипників.

SKF Bearing спрощує та автоматизує процес вибору підшипників під час розрахунку напружено-деформованого стану методом скінченних елементів, що робить моделювання доступним будь-якому користувачу Ansys Mechanical, від початківця до експерта.

Автоматизація та точність розрахунку підшипників

Компанія SKF пропонує технічні рішення, які зменшують тертя у механізмах, одночасно збільшуючи час безвідмовної роботи та продуктивність машин. Компанія SKF зосереджується не тільки на розробці, але і сприяє розумному та екологічно чистому розвитку, вкладаючи значні зусилля у дослідження з великим акцентом на надійність та сталість.

Компанія SKF запропонувала додаток SKF Bearing на конференції з інженерного моделювання Level Up 3.0.

Основними розробками компанії є обертові вали, включно з підшипниками, ущільненнями, системами управління змащенням, системами штучного інтелекту (AI) та бездротового контролю стану. Крім механічних частин і апаратного забезпечення, компанія SKF розробляє програмне забезпечення для проектування підшипників, включаючи програмні додатки, які інтегруються з програмним забезпеченням сторонніх виробників, щоб допомогти клієнтам більш точно та легко моделювати підшипники.

Hedzer Tillema, менеджер з продукту відділу інженерного програмного забезпечення компанії SKF, запропонував один з найновіших додатків – SKF Bearing – на інженерній конференції з інженерного моделювання Level Up 3.0 від Ansys.

Додаток був розроблений з використанням Application Customization Tool Kit (ACT), який дозволяє користувачам автоматизувати робочі процеси, створюючи так звані Помічники (або Майстри –Wizards). Ці Помічники надають покроковий та зрозумілий для будь-якого користувача інтерфейс та налаштовані до виконання обраних завдань. Як зазначено вище, SKF Bearing призначений для прискорення моделювання підшипників та їх розрахунку методом скінченних елементів в Ansys Mechanical.

Як каже Hedzer Tillema, компанія SKF підтримує нову тенденцію у галузі проектування та виробництва, згідно до якої інженери та проектанти починають використовувати моделювання та віртуальне тестування на більш ранніх етапах розробки. Шляхом застосування моделювання на ранній стадії розробки, а не лише на стадії верифікації, фахівці отримують важливі дані, які допомагають запобігти помилкам проектування та скоротити час виходу розробки на ринок.

Завдяки інтегруванню моделювання та сумісним програмним засобам, компанія SKF надає можливість більшій кількості інженерів та проектантів отримати цифрову трансформацію.

За словами Hedzer Tillema, основними викликами в моделюванні підшипників є:

• Наявність високонелінійних компонентів, що мають значний вплив на всі системи, який складно передбачити без детального аналізу.
• Різноманітність типів підшипників.
• Значний вплив мікроскопічних особливостей поверхонь та властивостей матеріалів на всі системи. Доречи, такі дані є інтелектуальною власністю і, отже, зазвичай недоступні при проектуванні.

Отже, традиційний спосіб моделювання підшипників передбачає використання методу випробувань і помилок, що часто зумовлює великі витрати часу та коштів.

"Як подолати ці виклики? Що ми пропонуємо?" - запитав Hedzer Tillema учасників конференції Level Up 3.0. "Наша пропозиція – додаток SKF Bearing, який знімає тягар моделювання підшипників з рук інженерів з моделювання."

На даний момент, додаток не призначений для детального моделювання підшипників кочення або вивчення впливу його характеристик на продуктивність. Замість цього, SKF Bearing призначений допомоги точно врахувати жорсткість підшипника при його моделюванні.

Розрахунок підшипників у кілька кроків

Abhinand Pusuluri, розробник програмного забезпечення компанії SKF, продемонстрував додаток SKF Bearing на конференції Level Up 3.0 н прикладі однорядного циліндричного роликового підшипника SKF NU 315 ECP.

SKF Bearing обчислює необхідні параметри для вашої моделі всього за кілька кліків. Підшипник моделюється як жорстке кільце, жорсткість якого обчислюється відповідно до реального підшипника за рахунок взаємодії з хмарним сервером SKF. Розрахункова жорсткість враховує деталі контакту між рухомими елементами та канавками підшипника, а також мікроструктуру поверхонь.

В результаті, SKF Bearing надає кілька переваг, зокрема:

• Простота розрахунку та моделювання підшипників.
• Доступ до даних 10 000 найменувань підшипників, які включають всі типові конструкції.
• Хмарний онлайн-інструмент гарантує актуальність даних щодо розрахунку жорсткості підшипника.

Підвищенню точності розрахунків з SKF Bearing сприяє наявність двох моделей:

• Нелінійна модель жорсткості для статичного розрахунку для визначення величин навантажень на підшипник.
• Модель сталої жорсткості для динамічного розрахунку, наприклад, розрахунку власних частот коливань.

Додатково, є можливість вибору властивостей контактних поверхонь підшипників та його системи координат. Щоб зробити це ще простіше, є можливість скористатися онлайн-інструментом розрахунку SKF Bearing Select від компанії SKF для визначення підшипників, які найбільше підходять для конкретної розробки.

Результати моделювання підшипників генеруються миттєво за допомогою додатку SKF Bearing у Ansys Mechanical

Почніть працювати з SKF Bearing у Ansys Mechanical

Жорсткість підшипників суттєво впливає на динаміку машин та механізмів. SKF Bearing дозволяє легко створювати моделі підшипників для точного врахування його жорсткості за допомогою зручного Помічника і безпосереднього доступу до даних понад 10 000 найменувань підшипників у каталозі SKF.

Бажаєте отримати консультацію щодо отримання, встановлення програмного забезпечення Ansys, або технічної та методичної підтримки розрахунків – звертайтесь до спеціалістів компанії Софт Інжинірінг Груп. Спеціалісти компанії також допоможуть створити власні додатки до програмного забезпечення Ansys для автоматизації та кастомізації процесу розрахунку.