چكيده:

      در نظر گرفتن یک عیب گسترده به صورت سطح ناصاف (خراش) روی رینگ واشر هوزینگ یاتاقان کف گرد، از عیوب مرسوم در یاتاقان ها می باشد که ارتعاشات اجزا یاتاقان را در پی دارد. این امر می تواند به دیگر اجزا متصل به یاتاقان نظیر شفت و گیربکس آسیب جدی وارد کند. با مدل سازی این خراش به صورت سطح ناصاف و بهره گیری از تئوری تماسی اجسام انعطاف پذیر برای بیان نیروهای تماسی بین سطوح می توان معادلات حرکت اجزا یاتاقان را در یک دور ثابت شفت تعیین نمود .پاسخ های زمانی و فرکانسی اساس تشخیص وجود عیب می باشند. در این پژوهش سعی بر آن است که اثر پارامترهای سطح ناصاف (طول کمان و عمق متوسط عیب ) بر پاسخ ارتعاشی واشر شفت بلبیرینگ کف گرد تک ردیفه بررسی شود. با بررسی بیشینه تحقیق مشخص شد که اکثر این پژوهش ها در زمینه تحلیل عیب در یاتاقان های شعاعی هستند بنابراین لازم است که تحلیلی در زمینه یاتاقان کف گرد حاوی عیب ارائه شود. ضرورت این پژوهش در روش تشخیص عیب از نوع سطح زبر در رینگ واشر هوزینگ یاتاقان کف گرد می باشد. به دلیل آن که در این پژوهش اساس تشخیص وجود عیب در رینگ واشر هوزینگ بر مبنای آنالیز سریع فوریه است بنابراین در وهله اول باید پاسخ های زمانی سیستم که به علت تحریک ناشی از وجود عیب هستند مشخص شود پس به نوعی وجود سطح زبر در رینگ واشر هوزینگ بیرینگ به زبان ریاضی آورده می شود تا بتوان تاثیر آن را به عنوان یک نیروی خارجی در معادلات حرکت دخالت داد. برای این کار از تئوری های تماسی اجسام انعطاف پذیر استفاده می شود. همچنین قطعات الحاقی به عنوان نمادی از وجود شفت سوار بر بیرینگ به سیستم مفروض اضافه شده است. در نهایت معادلات حرکت که برای تحلیل عیب یابی به آن نیاز است با روش اویلر تبیین می شود. معادله حرکت بدست آمده، یک دستگاه معادله دیفرانسیل غیر خطی بر اساس مشخصه های حرکت دورانی واشر شفت است. در این پژوهش الگوریتمی برای بررسی امکان جدایش ساچمه ها از واشر شفت پی ریزی شده است. حل معادلات به وسیله کد نویسی در نرم افزار میپل و با در نظر گرفتن الگوریتم یاد شده انجام می پذیرد. همچنین معادله از روش عددی رانگ کوتا فلبرگ حل می شود و آنگاه آنالیز سریع فوریه بر روی پاسخ زمانی از نوع شتاب اعمال می شود. همچنین به طور مختصر به بررسی تاثیر اندازه عیب بر روی دیاگرام فازی و مسئله بی نظمی و روی هم افتادگی پرداخته خواهد شد. در نهایت به بررسی اندازه عیب بر روی تغییر نیروی ناشی از تغییر شکل الاستیک برخی از ساچمه های منتخب به طور اجمالی پرداخته می شود.

واژه­های کلیدی:  بلبیرینگ کف گرد- سطح زبر- پاسخ ارتعاشی-  تبدیل سریع فوریه – فرکانس گذر ساچمه از رینگ خارجی

Abstract:

  One of the extend defect in bearings is roughness surface on housing washer ring of thrust ball bearing that causes vibrations of bearing elements. It can damage strictly to the shaft and gearbox. Simulation of the roughness surface and usage of flexible body contact theory for showing surface contact forces can determinate equation of motion of bearing elements in a shaft firm turn. The distinction base of defect is frequency time domain response. In this study we investigate the effect of parameters of roughness surface (the length of arc and average height defect) on vibration response of shaft washer of single row thrust ball bearing. Investigating of the study history, we found that most of these researches are in failure analysis in radial bearing. So it is necessary to present a failure analysis of thrust ball bearing with defect. The necessary of this research is in the distinction procedures of roughness surface defect of thrust ball bearing. Because the failure analysis in housing washer ring is base for fast Fourier transform, therefor at first we must find the system time response in effect of excitation form defect, then code type of roughness surface in housing washer bearing in mathematics, so we can study the effect of that as an external force on equation of motion. For this purpose we use the contact theory of flexible bodies also add some pieces as a sign of shaft on ball bearing to the given system. Finally with Euler equation specify equation of motion for failure analysis. This is a nonlinear differential equations of system on feature of rotational motion of washer shaft. In this research we structure an algorithm for investigating possibility of ball separation from shaft washer. By coding in Maple software and with given algorithm we can resolve the equation by rkf45 method and then we use FFT on time response acceleration. As well briefly study effect of size of defect on phase plane and chaotic and overlapping problem. At the end we investigate the size of defect on variation of force from elastic deformation of some certain balls.

Key Words: Thrust ball bearing – Roughness surface – Vibration response – Fast Fourier transform –

Ball pass frequency outer