Численное моделирование вращения межроторного подшипника с имитацией реальных условий работы

Авторы

Семенова А. С.^*, Кузьмин М. В.^**, Кирсанов А. Р.^***

Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, филиал ОДК-Уфимского моторостроительного производственного объединения, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия

*e-mail: anna.semenova.lulka@gmail.com
**e-mail: maxim.kuzmin@okb.umpo.ru
***e-mail: kar3112@yandex.ru

Аннотация

Рассматривается метод расчетного определения действительных углов перекоса колец межроторного подшипника (МРП) и контактных напряжений смятия путем численного моделирования роторной системы двигателя АЛ-31Ф со спутным и биротативным вращением роторов. Расчетная модель для определения величины перекоса колец подшипника максимально приближена к реальным конструктивным особенностям и условиям его работы. Отмечается, что динамическая постановка задачи, реализованная в численном подходе, позволяет получить более точные результаты по напряжениям и, следовательно, долговечности подшипника [1].

Ключевые слова:

межроторный подшипник, контактные напряжения смятия, роторная система

Библиографический список

1. Семенова А.С., Кузьмин М.В., Леонтьев М.К. Оценка долговечности межроторного подшипника по контактным напряжениям смятия // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 138–150. DOI: 10.34759/vst-2022-4-138-150
2. Семенова А.С., Кузьмин М.В. Отработка методики численного анализа напряжений смятия в роликовых подшипниках // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 180–190. DOI: 10.34759/vst-2022-3-180-190
3. Повреждения подшипников качения и их причины. SKF AB, Санкт-Петербург, 2002, 47 c. URL: www.promshop.info/cataloguespdf/reasons_damage_bearings.pdf
4. Семенова А.С. Разработка расчетно-экспериментальной методики оценки долговечности межроторного подшипника по контактным напряжениям при проектировании ГТД: Дис. ... канд. техн. наук. – М.: МАИ, 2022. – 117 с.
5. ISO/TR 1281-1. Rolling bearings - Explanatory notes on ISO 281. Part 1: Basic Dynamic load rating and basic rating life. 2021, 50 p.
6. ГОСТ 18855-2013 Подшипники качения. Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс. – М.: Стандартинформ, 2014. – 57 с.
7. Петров Н.И., Николаев С.М. Уточненная оценка напряженно-деформированного состояния в подшипниках качения методом конечных элементов с учетом их эксплуатации в ГТД // Новые технологические процессы и надежность ГТД: Научно-технический сборник. Выпуск 9. Подшипники и уплотнения. М.: ЦИАМ, 2013. 222 с.
8. Макарчук В.В. Разработка методов расчета и проектирования высокоскоростных межвальных роликовых подшипников: Дис. ... канд. техн. наук. – Самара: Сам. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева, 2009. – 165 с.
9. Сакало В.И., Ольшевский А.А. Использование конечно-элементных моделей для решения контактных задач с учетом шероховатости поверхностей тел // Вестник Брянского государственного технического университета. 2018. № 11(72). С. 45–56. DOI 10.30987/article_5be14a2f880092.17128502
10. Qu F., Xie H., Jiang Z. Finite element method analysis of surface roughness transfer in micro flexible rolling // MATEC Web of Conferences. Vol. 80 12th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes (25-29 June 2023; Krakow, Poland): 04002. DOI: 10.1051/matecconf/20168004002
11. Нарышкин В.Н., Коросташевский Р.В. (ред.) Подшипники качения: Справочник-каталог. – М.: Машиностроение, 1984. – 280 с.
12. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1993. – С. 150–156.
13. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. – Изд. 2-е, испр. – М.: URSS, 2008. – 254 с.
14. Августович В.Г., Шмотин Ю.Н., Сипатов А.М. и др. Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях. – М.: Машиностроение, 2005. – 523 с.
15. LS-Dyna Keyword User’s Manual (Version 971). – Livermore Software Technology Corporation (LSTC), California, 2012. Vol. 1, 1953 p.
16. Степанов А.В. Моделирование жесткости шероховатых поверхностей при оценке точности технологического оборудования: Дис. ... канд. техн. наук. – М.: МГТУ «СТАНКИН», 1998. – 171 с.
17. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов: Учебное пособие. – М.: Наука, 1986. – 560 с.
18. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения. Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. С. 43.
19. Семенова А.С., Гогаев Г.П. Оценка разрушающей частоты вращения дисков турбомашин с использованием деформационного критерия в программном комплексе LS-Dyna // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 134–142.
20. Назаренко Ю.Б., Потапов А.Ю. Устранение критических частот вращения роторов газотурбинных двигателей с помощью регулирования жесткости опоры // Двигатель. 2014. № 1(91). С. 14–16.