Fatigue life prediction of a radial cylindrical roller bearing subjected to a combined load using FEM

The article presents the results of studies on the impact of a combined load of a radial cylindrical roller bearing for its predicted fatigue life. The distributions of maximum equivalent subsurface stresses and their depths, necessary during calculations of fatigue life, were determined using the finite element method, using the basic package of the ANSYS program. The calculations took into account the geometrical parameters of the bearing, including radial clearance and the shape of the rolling elements generators. The calculation results showed that the axial load of the radial cylindrical roller bearing and the tilt of the rollers associated with its operation reduces fatigue life. The obtained results were compared with the results of calculations according to the SKF catalogue method, obtaining satisfactory compliance.

W artykule zaprezentowano wyniki badań wpływu złożonego obciążenia promieniowego łożyska walcowego na jego prognozowaną trwałość zmęczeniową. Rozkłady maksymalnych zastępczych naprężeń podpowierzchniowych oraz głębokości ich występowania, niezbędne podczas obliczeń trwałości zmęczeniowej, określono za pomocą metody elementów skończonych, z wykorzystaniem pakietu podstawowego programu ANSYS. W obliczeniach uwzględniono geometryczne parametry łożyska, w tym luz promieniowy i kształt tworzących elementów tocznych. Wyniki obliczeń wykazały, że obciążenie osiowe promieniowego łożyska walcowego i przechylenie wałeczków towarzyszące jego działaniu powoduje zmniejszenie trwałości zmęczeniowej. Otrzymane wyniki porównano z wynikami obliczeń według katalogowej metody firmy SKF, otrzymując zadowalającą zgodność.