Estudio sobre el Modelo de Simulación Equivalente 2D de Rodamientos y Ejes para Máquinas Herramientas de Precisión
Autores: Xiu, Shijun; Li, Jibo; Chen, Xiangjun; Xia, Yifan; Wang, Pei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio sobre el Modelo de Simulación Equivalente 2D de Rodamientos y Ejes para Máquinas Herramientas de Precisión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Precisión
Husillo
Rodamientos
Herramientas de máquina
Modelo de simulación
Rigidez
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los husillos de precisión y los rodamientos son componentes clave en las máquinas herramienta de precisión. Estas estructuras afectan en gran medida la precisión de mecanizado y la vida útil de las máquinas herramienta. En este artículo, considerando la incertidumbre de los elementos rodantes cuando los rodamientos funcionan a alta velocidad, se estableció un nuevo modelo de simulación equivalente 2D de rodamientos de bolas de contacto angular basado en el software de elementos finitos general, Abaqus. Mientras tanto, los parámetros de material equivalentes de la bola de rodamiento virtual en este modelo 2D se obtuvieron a través de una prueba de rigidez de rodamientos estándar y un método inverso paramétrico. El tiempo de cálculo de este modelo se reduce en 200 veces en comparación con el modelo de simulación de rodamientos 3D. Luego, se estableció el modelo de simulación equivalente 2D del husillo basado en el modelo de rodamientos 2D, que se utiliza para calcular la rigidez axial y el estrés de contacto máximo entre las bolas de rodamiento y los anillos interior/exterior en diferentes parámetros de ensamblaje. Los resultados muestran que la rigidez del husillo aumenta lentamente al principio, pero luego aumenta rápidamente hasta un valor máximo después de que el casquillo separador interior del rodamiento entra en contacto con el anillo interior del rodamiento, y finalmente tiende a estabilizarse, con la precarga del husillo continuando en aumento.
Descripción
Los husillos de precisión y los rodamientos son componentes clave en las máquinas herramienta de precisión. Estas estructuras afectan en gran medida la precisión de mecanizado y la vida útil de las máquinas herramienta. En este artículo, considerando la incertidumbre de los elementos rodantes cuando los rodamientos funcionan a alta velocidad, se estableció un nuevo modelo de simulación equivalente 2D de rodamientos de bolas de contacto angular basado en el software de elementos finitos general, Abaqus. Mientras tanto, los parámetros de material equivalentes de la bola de rodamiento virtual en este modelo 2D se obtuvieron a través de una prueba de rigidez de rodamientos estándar y un método inverso paramétrico. El tiempo de cálculo de este modelo se reduce en 200 veces en comparación con el modelo de simulación de rodamientos 3D. Luego, se estableció el modelo de simulación equivalente 2D del husillo basado en el modelo de rodamientos 2D, que se utiliza para calcular la rigidez axial y el estrés de contacto máximo entre las bolas de rodamiento y los anillos interior/exterior en diferentes parámetros de ensamblaje. Los resultados muestran que la rigidez del husillo aumenta lentamente al principio, pero luego aumenta rápidamente hasta un valor máximo después de que el casquillo separador interior del rodamiento entra en contacto con el anillo interior del rodamiento, y finalmente tiende a estabilizarse, con la precarga del husillo continuando en aumento.