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May 15, 2023

Influência dos erros de circularidade dos componentes do rolamento na precisão rotacional de rolamentos de rolos cilíndricos

Relatórios Científicos volume 12,

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 6794 (2022) Citar este artigo

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Compreender a influência dos erros de circularidade dos componentes do rolamento e do número de rolos na precisão rotacional dos rolamentos é crucial no projeto de rolamentos de alta precisão. A precisão rotacional de um rolamento montado depende do número de rolos e dos erros de circularidade dos componentes do rolamento. Propomos um modelo para calcular a precisão rotacional de um rolamento de rolos cilíndricos; verificamos experimentalmente a eficácia do modelo em prever o batimento radial do anel interno proposto no artigo anterior desta série. Procuramos definir os principais fatores que contribuem para a precisão rotacional estudando a influência do efeito de acoplamento do número de rolos e a influência dos erros de circularidade na pista interna, na pista externa e nos rolos no erro de movimento. O modelo e os resultados ajudarão os engenheiros a escolher tolerâncias de fabricação razoáveis ​​para os componentes do rolamento para obter a precisão rotacional necessária.

Os rolamentos são importantes peças mecânicas comumente usadas em mecanismos complexos, como turbinas a gás de aeronaves, máquinas-ferramentas de precisão, discos e giroscópios. A precisão rotacional de um mancal montado impacta diretamente na precisão de trabalho do equipamento mecânico1,2. Na fabricação, a ação dinâmica e a precisão do fuso da máquina-ferramenta sempre introduzirão algum grau de erro nos componentes do rolamento. Este erro de circularidade é um fator crítico no erro de movimento3 e deve ser estudado para melhorar ainda mais a precisão rotacional dos rolamentos de rolos.

Pesquisas anteriores sobre a precisão rotacional de rolamentos focaram principalmente no batimento radial. Bhateja et al.4 propuseram um método para calcular o batimento radial de rolamentos de rolos ocos e estudaram os componentes resultantes do batimento radial dos erros geométricos e dimensionais nos rolos e pistas. Chen et al.5,6 propuseram um método para calcular o batimento radial e distribuição de carga estática de rolamentos de rolos cilíndricos e analisaram os efeitos dos erros de circularidade nas pistas e diferenças de diâmetro dos rolos no batimento radial e carga distribuição.

Na pesquisa anterior desta série, Yu et al.7,8 propuseram um método para calcular o batimento radial do anel interno e analisaram os efeitos do erro de forma na pista interna e número de rolos no batimento radial de rolamentos de rolos cilíndricos. Yu et al.9, Li et al.10 e Liu et al.11 propuseram um método para calcular o batimento radial do anel externo considerando o erro de circularidade da pista externa e investigaram as influências do erro de circularidade, número de rolos , e folga radial no batimento radial em rolamentos de rolos cilíndricos. Yu et al.12 propuseram e verificaram experimentalmente um método para calcular a órbita do centro do anel externo considerando os erros geométricos dos componentes do mancal.

Os pesquisadores também estudaram a influência do erro geométrico componente no desvio não repetitivo (NRRO) e na órbita do eixo do eixo. Noguchi et al.13,14,15,16,17 desenvolveram um método para calcular o NRRO de rolamentos de esferas e investigaram teoricamente os efeitos do número de esferas e do erro geométrico do elemento no NRRO. Jang et al.18 analisaram o efeito do amortecimento viscoelástico no NRRO de um rolamento de esferas. Liu et al.19 e Tada et al.20 propuseram modelos de previsão para o NRRO de um rolamento de esferas e analisaram o efeito da ondulação do sulco interno, do sulco externo, das esferas e do número de esferas no NRRO. Ma et al.21 propuseram um método orbital do centro do eixo para rolamentos autocompensadores de rolos e analisaram a influência dos erros do diâmetro do rolo na órbita do centro do eixo. Okamoto et al.22 apresentaram um modelo de cálculo para a órbita do eixo do rolamento de esferas e investigaram a influência do erro de forma, número da esfera e erro do diâmetro da esfera na órbita do eixo do eixo.