ДВУХСЛОЙНЫЕ СФЕРИЧЕСКИЕ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ШАРНИРЫ И ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

摘要

Введение. В статье анализируется проблема методов расчета характеристик сферических резинометаллических шарниров. Рассмотрена верифицированная расчетная схема для определения жесткостных характеристик сферических резинометаллических шарниров - как однослойных, так и двухслойных. Материалы и методы. Для определения характеристик сферического резинометаллического шарнира использовано компьютерное моделирование с помощью метода конечных элементов. Обоснована возможность пренебречь в ходе моделирования деформацией металлических деталей шарнира, что позволило упростить расчетную схему. Предложена методика учета влияния предварительного сжатия упругого слоя, определены значения радиальной жесткости для однослойных и двухслойных резинометаллических шарниров при различной твердости материалов, совпадающие с результатами эксперимента. Результаты. Установлено, что с уменьшением толщины резинового слоя при оценке жесткости шарнира на ее характеристики существенно влияет точность задания коэффициента Пуассона. Достигнута удовлетворительная сходимость результатов моделирования радиальной жесткости шарнира и экспериментальных исследований при значении коэффициента Пуассона, равном 0, 499999 (расхождение около 5%, что меньше технологического разброса жесткости при изготовлении). Установлено, что жесткость двухслойных резинометаллических шарниров, аналогичных по габаритам и компенсационной способности применяемым в конструкции отечественных локомотивов, должна быть в 6,3 раза выше, чем для существующих однослойных, что позволит уменьшить деформацию резины при воздействии нагрузок в эксплуатации и тем самым решить известные проблемы с надежностью узлов подвески тяговых электродвигателей. Обсуждение и заключение. В связи с тем, что форма свободной поверхности боковых граней двухслойных резинометаллических шарниров до сборки должна иметь малые радиусы кривизны выемок, необходимы дальнейшие исследования для выбора рациональной геометрии свободной поверхности боковых граней. На предложенные решения по конструкции и технологии изготовления двухслойных резинометаллических шарниров получен патент на полезную модель.