Phần mềm kỹ thuật SKF mới để đánh giá các sắp xếp ổ trục

Phần mềm mô phỏng ổ trục đơn SKF SimPro Quick được phát triển để nhanh chóng đánh giá thiết kế của các ổ trục và hiệu suất thực tế của chúng dựa trên các yêu cầu và điều kiện ứng dụng có liên quan. Mục tiêu là cung cấp cho các nhà thiết kế nhiều kiến ​​thức kỹ thuật SKF hơn và quyền tự chủ để đẩy nhanh quá trình thiết kế của họ và tối ưu hóa việc lựa chọn ổ trục phù hợp.

Dữ liệu chính xác trong giao diện thân thiện với người dùng

Một trong những giá trị cốt lõi của SKF SimPro Quick nằm ở chuyên môn cốt lõi và kiến ​​thức của SKF về ứng dụng ổ trục trong máy quay. Điều này được nhúng trong phần mềm mô phỏng mạnh mẽ có giao diện người dùng đơn giản và dễ sử dụng, do đó cung cấp cho khách hàng trải nghiệm người dùng tốt nhất có thể. Phần mềm đã được phát triển trên cùng một nền tảng với phần mềm kỹ thuật ứng dụng được sử dụng thường xuyên nhất tại SKF, SimPro Expert, điều này cũng giúp bất kỳ người dùng nào cũng có thể dễ dàng thảo luận sâu hơn với SKF về cách sắp xếp ổ trục.

Lựa chọn vòng bi

Một điểm mạnh tuyệt vời khác của phần mềm là nó cho phép khách hàng lựa chọn vòng bi trực tiếp từ Danh mục Vòng bi lăn 17000 mới của SKF , đảm bảo rằng các bản cập nhật mới nhất được tính đến. Giống như trong danh mục sản phẩm của SKF, người ta sẽ có thể ngay lập tức xem vòng bi có chất lượng hiệu suất SKF Explorer hay là một mặt hàng phổ biến. Chức năng sau cho phép khách hàng thiết kế một cách sắp xếp vòng bi dựa trên các mặt hàng khối lượng lớn thường được sử dụng.

Việc truy cập vào cơ sở dữ liệu vòng bi rộng lớn của SKF cung cấp cho khách hàng nhiều lựa chọn để thiết kế cách bố trí vòng bi tối ưu – từ hai vòng bi trên một trục cho đến nhiều vòng bi tùy theo yêu cầu.

Mô hình ứng dụng và phân tích hiệu suất ổ trục

Xây dựng một mô hình hoàn chỉnh chỉ cần một vài bước. Ví dụ, một trục vít cho máy nén trục vít được hiển thị. Vận hành máy nén trục vít ở nhiều mức công suất khác nhau sẽ thay đổi sản lượng của máy. Tốc độ và mô-men xoắn khác nhau tác động đến các lực xảy ra tại lưới bánh răng. Điều này lần lượt ảnh hưởng đến hiệu suất ổ trục. Sau đây, chúng tôi giải thích từng bước về cách SKF SimPro Quick có thể giúp các nhà thiết kế tối ưu hóa thiết kế của một hệ thống ổ trục và giảm thời gian thử nghiệm cho nhiều điều kiện vận hành khác nhau.

BƯỚC 1 – Các thành phần

• trục
• lựa chọn vòng bi
• bánh răng
• lò xo
• miếng đệm

Bước đầu tiên (hình 1) là xây dựng mô hình ứng dụng bằng cách sử dụng các thành phần phổ biến nhất, chẳng hạn như ổ trục, bánh răng, lò xo và miếng đệm. Tất cả các thành phần này được kết hợp vào mô hình bằng quy trình kéo và thả vào trục. Sau khi trục được xác định, ổ trục có thể dễ dàng được thêm vào trục bằng tính năng kéo và thả. Có thể sử dụng quy trình hướng dẫn để chọn ổ trục dựa trên đường kính trục tại ổ đỡ ổ trục, loại ổ trục (bi rãnh sâu, bi tiếp xúc góc, con lăn hình trụ, v.v.) và bất kỳ ký hiệu ổ trục một phần nào, nếu biết. Hành động tiếp theo của quy trình hướng dẫn xác định cách ổ trục được lắp trên trục và trong vỏ (hình 2).

Kéo một bánh răng vào trục sẽ khởi tạo một hướng dẫn tương tự như quy trình với ổ trục. Đối với bánh răng, loại được xác định (vát, xoắn ốc, hypoid, nhô ra hoặc trục vít); sau đó người dùng được yêu cầu nhập hình dạng bánh răng. Cuối cùng, người dùng nhập công suất vào bánh răng, một yếu tố được sử dụng với hình dạng để tự động điều chỉnh các lực bánh răng khác nhau. Các bước để thêm bánh răng hỗ trợ rất nhiều cho thiết kế và phân tích các ứng dụng trục hộp số.

Lò xo mang lại khả năng tải trước ổ trục trên mặt đất (như vỏ) và tải trước ổ trục khác. Khả năng này hữu ích cho các ứng dụng mà lò xo được sử dụng để định vị ổ trục hoặc đáp ứng các yêu cầu tải tối thiểu cho các ứng dụng như máy bơm, máy nén và động cơ điện.

Bộ đệm cung cấp khả năng thiết lập các giá trị độ rơ cuối được xác định, hữu ích cho các ứng dụng có bố trí ổ trục lưng-lưng hoặc mặt-đối-mặt.

BƯỚC 2 – Ranh giới

• tốc độ quay
• lực bên ngoài (tải trọng)
• sức mạnh (bánh răng)
• những khoảnh khắc
• trọng lực

Bước thứ hai bao gồm các điều kiện biên áp dụng. Tốc độ quay trục, lực hướng tâm và lực dọc trục, công suất đầu vào (bánh răng) (hình 3), tải trọng mô men và trọng lực có thể được thêm vào mô hình. Tương tự như các thành phần, lực, công suất đầu vào và mô men được áp dụng bằng cách kéo và thả; các ranh giới khác chỉ đơn giản là nhấp vào biểu tượng. Tất cả các ranh giới áp dụng có thể được thay đổi trong phần “Biến thể phân tích” của chương trình ngoại trừ trọng lực. Phương pháp áp dụng trọng lực cho phép người dùng nghiên cứu các ứng dụng không chỉ ở vị trí nằm ngang mà còn ở vị trí thẳng đứng.

BƯỚC 3 – Bôi trơn và khe hở ổ trục

• sự bôi trơn
• phù hợp và giải phóng mặt bằng

Bao gồm trong bước thứ ba là các điều kiện bôi trơn và lắp ráp. SKF SimPro Quick cung cấp khả năng xác định phương pháp bôi trơn (mỡ, ngâm dầu hoặc vết dầu), độ nhớt của dầu và mức độ nhiễm bẩn (hình 4). Tất cả các đặc tính bôi trơn này đều tác động đến kết quả đầu ra, từ khoảng thời gian bôi trơn lại đến ma sát ổ trục.

Phù hợp với ổ trục là mục có thể lựa chọn cuối cùng. Phù hợp là một điểm quan trọng trong quá trình thiết kế. Việc lựa chọn các phù hợp chính xác là rất quan trọng để cung cấp các điều kiện vận hành tốt. Nhấp vào biểu tượng sẽ mở một cửa sổ phụ, cho phép người dùng sửa đổi các khớp trục và vỏ, khe hở ổ trục bên trong ban đầu và các giá trị nhiệt độ vòng trong và vòng ngoài, tất cả đều ảnh hưởng đến khe hở ổ trục đang hoạt động. Việc xem xét việc giảm khe hở rất quan trọng trong các ứng dụng có khớp ép nặng hoặc đối với các ứng dụng mà nhiệt độ vòng trong cao hơn đáng kể so với nhiệt độ vòng ngoài. Đây là các điều kiện ứng dụng điển hình mà khe hở bên trong ban đầu có thể không đủ để khắc phục việc giảm khe hở trong quá trình vận hành và có thể dẫn đến tải trước. Người dùng có thể chọn một lớp khe hở khác để có được khe hở ổ trục (hoạt động) phù hợp.

Phân tích

Sau khi người dùng thực hiện các bước ban đầu và hoàn tất mô hình, một tùy chọn được cung cấp để chạy một phân tích tập dữ liệu duy nhất (phân tích đơn) hoặc chạy nhiều điều kiện (phân tích chu kỳ tải) dựa trên các ranh giới hoạt động đã xác định (hình 5). Nhiều điều kiện được xác định bằng giao diện bảng. Có một tùy chọn để cung cấp một phần trọng số thời gian cho mỗi bước, điều này hữu ích khi xác định tuổi thọ ổ trục trong nhiều điều kiện hoạt động khác nhau.

Kết quả và đầu ra

Đầu ra của phân tích bao gồm một số bảng dữ liệu và hình ảnh cho phép người dùng tạo thiết lập mẫu ưa thích cho báo cáo. Các bảng thông thường hiển thị, ví dụ, tải trọng ổ trục, khoảng hở bên trong khi vận hành, ma sát, độ lệch, độ võng và tuổi thọ định mức SKF cũng như tuổi thọ định mức đã sửa đổi theo ISO/TS 16281:2008.

Tuổi thọ định mức cơ bản (L ₁₀ ), tuổi thọ định mức tham chiếu đã sửa đổi (L _10mr ) theo ISO/TS 16281:2008 và tuổi thọ định mức SKF là những bảng được sử dụng thường xuyên nhất khi xem xét các ứng dụng và lựa chọn vòng bi. Điều này thường là do ngành công nghiệp tập trung nhiều vào tuổi thọ mỏi L ₁₀ để xác định vòng bi có thể hoạt động được bao lâu. Với kết quả tuổi thọ định mức SKF, hiệu ứng SKF Explorer đầy đủ đã đạt được. Nhưng kết quả từ SKF SimPro Quick còn tiến xa hơn một bước. Chúng cũng xác định các điều kiện mà vòng bi có thể có tuổi thọ sử dụng thấp hơn so với tuổi thọ mỏi L ₁₀ đã tính toán . Độ lệch quá mức, tải không đủ, quá tải và tốc độ chạy quá mức là những cảnh báo được đưa ra nếu điều kiện vận hành vi phạm bất kỳ điều kiện nào được khuyến nghị (hình 6). Điều này giúp người dùng nhận thức được các điều kiện có thể làm giảm tuổi thọ sử dụng và ngăn vòng bi đạt được tuổi thọ mỏi L _{10 theo thông lệ.}

Các bảng khác trong phần đầu ra cung cấp thông tin chi tiết quan trọng về khoảng thời gian bôi trơn lại, khe hở vận hành, tần suất lỗi ổ trục và lực bánh răng.

Biểu đồ trực quan và hình ảnh động bổ sung vào mức độ chi tiết kết quả. Biểu đồ cực cho góc tiếp xúc, biến dạng tiếp xúc và tải tiếp xúc được cung cấp để chỉ ra các điều kiện cho từng phần tử lăn của ổ trục (hình 7). So sánh nhiều biểu đồ cực dữ liệu với nhau có thể, ví dụ, chỉ ra điều kiện vận hành không thỏa đáng như tập trung tải nặng hoặc góc tiếp xúc cao.

Biểu đồ độ lệch trục thể hiện độ lệch dọc theo trục khi áp dụng các điều kiện vận hành. Khoảng hở tiếp xúc phớt, chuyển động trục so với các thành phần khác (ví dụ: vị trí cánh quạt so với vỏ) và ứng suất uốn trục có thể được suy ra từ đường cong độ lệch (hình 8).

Hoạt ảnh ba chiều được đưa vào để kiểm tra sự phân bố áp suất con lăn trong ổ trục và tác động của điều kiện biên lên chuyển động của trục và ổ trục (hình 9). Công cụ trực quan này đã được các kỹ sư SKF sử dụng để hình dung tốt hơn tải trọng ổ trục và độ lệch thành phần của trục cũng như các vòng ổ trục và các bộ phận lăn so với nhau.