Los cálculos de rodamientos van sobre ruedas con la herramienta de automatización de Ansys

Las tuercas y los tornillos reciben mucha atención por mantener las cosas juntas, pero son los rodamientos los que mantienen las cosas en movimiento. En ingeniería mecánica, los cojinetes son elementos de máquinas que ayudan a equilibrar el movimiento y reducen la fricción entre las partes móviles. Por ejemplo, los rodamientos pueden manipular el movimiento lineal de una pieza o su rotación alrededor de un eje y también evitar el movimiento controlando los vectores que afectan a la pieza.

Con tanta potencia en un elemento tan pequeño, no es de extrañar que los cálculos de rodamientos sean uno de los aspectos más desafiantes del diseño mecánico: la precisión es esencial. Es necesario modelar con precisión los rodamientos para lograr el éxito general del diseño; sin embargo, los ingenieros y diseñadores no pueden obtener fácilmente sus variadas características y detalles geométricos.

Como fabricante líder mundial de rodamientos, SKF ha desarrollado una solución con SKF Bearing, una interfaz de programación de aplicaciones (API) gratuita que alivia el engorroso proceso de selección, análisis y simulación de rodamientos al proporcionar acceso a datos de rigidez precisos en más de 10 000 designaciones de rodamientos. .

SKF Bearing, que está diseñado e integrado en Ansys Mechanical, simplifica y automatiza el proceso de selección de rodamientos durante el análisis estructural de elementos finitos (FEA), democratizando la simulación para cualquier usuario, desde principiante hasta experto.

Encuentra tus rodamientos de manera precisa y automática

Con sede en Suecia y oficinas en todo el mundo, SKF ofrece soluciones que reducen la fricción y las emisiones de dióxido de carbono (CO2), al mismo tiempo que aumentan el tiempo de actividad y el rendimiento de la máquina. SKF no solo se centra en el desarrollo, sino que cultiva un crecimiento inteligente y limpio invirtiendo fuertemente en investigación y desarrollo (I+D) con una fuerte concentración en la fiabilidad y la sostenibilidad.

Sus principales productos y servicios involucran el eje giratorio e incluyen rodamientos, sellos, gestión de lubricación, sistemas de inteligencia artificial (IA) y monitoreo inalámbrico de condiciones. Además de las piezas físicas y el hardware, SKF desarrolla software de rodamientos y soluciones de modelado, incluidas las API que se integran con herramientas de terceros para ayudar a los clientes a simular rodamientos con mayor precisión y facilidad.

Hedzer Tillema, gerente de producto en el departamento de software de ingeniería de SKF, presentó una de las últimas API de la compañía en la conferencia de simulación de ingeniería Level Up 3.0 de Ansys.

SKF Bearing se desarrolló con el kit de herramientas de personalización de aplicaciones (ACT) de Ansys, que permite a los equipos automatizar los flujos de trabajo mediante la creación de procesos guiados personalizados denominados asistentes. Estos asistentes habilitan una interfaz accesible paso a paso para cualquier usuario y adaptan la aplicación para tareas y programas seleccionados. Como se mencionó anteriormente, SKF Bearing está diseñado para simplificar el modelado de rodamientos y la simulación FEA en Mechanical.

Tillema dice que la integración continua de simulación de SKF respalda una tendencia reciente de la industria de «desplazarse hacia la izquierda», lo que significa que los ingenieros y diseñadores están cambiando la simulación y las pruebas virtuales antes en el ciclo de desarrollo. Al introducir la simulación como una parte activa y temprana del desarrollo en lugar de una herramienta de verificación de última etapa, los equipos de desarrollo obtienen conocimientos críticos antes para informar los diseños, evitar fallas en el diseño y acortar el tiempo de comercialización.

Mediante la integración de la simulación y soluciones conjuntas, SKF empodera a más ingenieros y diseñadores para que adopten la simulación y la transformación digital.

Según Tillema, los tres principales desafíos en el modelado de rodamientos:

1. Componentes altamente no lineales que tienen un impacto significativo en sistemas completos, que pueden ser difíciles de predecir sin un análisis detallado
2. Amplia variedad de tipos de rodamientos
3. Microgeometría detallada y propiedades que tienen un efecto considerable en sistemas completos. Además, dichas propiedades se consideran propiedad intelectual confidencial y, por lo tanto, normalmente no están disponibles cuando se diseñan modelos de rodamientos.

En consecuencia, los métodos tradicionales para el modelado de rodamientos implican múltiples intentos de prueba y error que a menudo consumen mucho tiempo y son costosos.

“Para superar estos desafíos, ¿cuál es nuestra propuesta?” Tillema preguntó a los asistentes a la conferencia Level Up 3.0. “La aplicación SKF Bearing es nuestra propuesta y elimina la carga del modelado de rodamientos de las manos de los ingenieros de simulación”.

En este punto, la aplicación no pretende simular un rodamiento en detalle ni estudiar el efecto del rendimiento del rodamiento. En cambio, SKF Bearing está diseñado para ayudar en la representación precisa de la rigidez del rodamiento para mejorar y aliviar la simulación de rodamientos.

Optimice el análisis de rodamientos en 1, 2, 3

SKF Bearing calcula las medidas que necesita para su modelo con solo unos pocos clics. El rodamiento se modela con un enfoque de anillo rígido mientras que la aplicación se comunica con un servidor en la nube de SKF para obtener una representación precisa de la rigidez de un rodamiento real. Para garantizar la autenticidad, la representación considera los contactos detallados entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura del rodamiento, así como su microgeometría completa.

Como resultado, los rodamientos SKF brindan una serie de ventajas, que incluyen:

• + Análisis y simulación de rodamientos optimizados con facilidad de uso
• + Acceso a más de 10 000 designaciones de rodamientos, que contienen todos los tipos de rodamientos comunes
• + La herramienta en línea basada en la nube garantiza datos de cojinetes actualizados, incluidos macro y microgeometría, lo que ayuda a representar la rigidez del cojinete más precisa

Como una capa adicional de precisión, la aplicación SKF Bearing está equipada con dos enfoques de modelado:

1. Un modelo de rigidez no lineal que se utiliza principalmente para análisis estáticos en los que se pueden recuperar las cargas finales del rodamiento.
2. Un modelo de rigidez constante utilizado principalmente para análisis dinámicos, como el análisis de frecuencia vibratoria armónica.

Además, puede seleccionar superficies de rodamiento e ingresar los sistemas de coordenadas de los rodamientos que desea usar en su modelo. Para hacerlo aún más fácil, puede utilizar SKF Bearing Select, una herramienta de cálculo en línea de SKF, para encontrar una lista de los rodamientos más adecuados para su proyecto. También puede ingresar parámetros únicos como espacio libre y velocidad.

La rigidez de los rodamientos puede tener un gran impacto en el comportamiento de la máquina y el sistema. SKF Bearing permite la creación sencilla de modelos de rodamientos para representar la rigidez precisa de los rodamientos con un asistente fácil de usar y acceso directo a más de 10 000 designaciones de rodamientos en el catálogo de SKF.