Klassisk slät elastisk icke-konformerande kontakt
Dokumenterad Hertz-kalkylator för cirkulär och parallell linjekontakt
Beräkna effektiv modul, teckenförsett relativ krökning, kontaktstorlek och maximalt tryck för antingen cirkulär sfärkontakt eller det centrala området för parallell cylinderlinjekontakt.
Dokumenterat Hertz-resultat
Delad eftergivlighet och teckenförsett krökning
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 extern konvex, s=0 platt, s=−1 intern konkav
För det interna fallet är R2 ett positivt belopp men dess krökning subtraheras; R2 måste överstiga R1 så att κ förblir positivt. Att behandla en konkav rill som en annan positiv konvex radie är en annan geometri.
Cirkulär punktkontakt
p0 = 3F/(2πa²)
Ac = πa²
δ = a²/R*
Det visade δ är den totala normala elastiska närmanden för denna cirkulära Hertz-modell. Den används inte för resultatet för parallella cylindrar.
Linjekontakt för parallella cylindrar
b = [4wR*/(πE*)]^(1/2)
p0 = 2w/(πb)
projicerad kontaktfläck = 2bL
Linjemodeln representerar det centrala området för raka parallella cylindrar. Kontaktfläcken är en nominell rektangel; ändtryck och kantereffekter beräknas inte.
Primära publicerade referenser
Ekvationerna är klassiska tekniska Hertz-relationer, inte ”ISO-formler”. NIST Engineering Metrology Toolbox-dokumentationen beskriver antagandena om släta, elastiska, homogena och försumbara friktionsegenskaper och länkar till den publicerade tekniska artikeln av Puttock–Thwaite. NIST implementerar separat två externa sfärer, a sfär i en intern sfärisk yta, och parallella cylindrar. Dess publicerade fall med 4,45 N, två stålsfärer med 25,4 mm diameter, ger 0,519 µm kompression; de visade ekvationerna reproducerar 0,5193248 µm före NIST-avrundning. För en kuldiameter på 25,4 mm inuti en sfärisk diameter på 50,8 mm med samma egenskaper/belastning, ger NIST 0,327 µm; att subtrahera krökningen reproducerar det resultatet.
Varför den tidigare sidan ändrades
Den tidigare ”kula i rill”-förinställningen lade till båda positiva radier, även om en intern rill kräver att krökningen subtraheras. Den annonserade också närmande men beräknade den inte, accepterade breda applikationer för kuggar/lager/hjul-spår som ofta kräver allmän elliptisk kontakt, innehöll okällade material/geometriförinställningar och använde partiell talparsning.
Inte ett beslut om hållfasthet, utmattning eller lagerlivslängd: verifiera oberoende elastiska gränser, spänningstillstånd under ytan, restspänning, hårdhets-/flytgränserelation, materialanisotropi, beläggningar, ytjämnhet, smörjning/traktion, termiska effekter, uppriktningsfel, kantbelastning, plasticitet, upprepad belastning och den tillämpliga komponentstandarden eller validerade numeriska modellen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
