Static and Dynamic Analysis of a Start-Stop Journal Bearing Test Rig

Fordonsindustrin ställs ständigt inför allt strängare krav på emissioner och bränsleförbrukning. Som ett led i detta vill buss- och lastbilstillverkaren Scania utöka sina kunskaper inom start-stopp-tekniken. Start-stopp-teknik innebär att förbränningsmotorn i ett fordon stängs av när fordonet står stilla, för att genast startas igen när framdrivning behövs. På uppdrag av Scania slutfördes en glidlagerprovningsrigg för ändamålet i ett examensarbete på KTH 2014. För att få högre tillförlitlighet och bättre förstå provningsresultaten har detta kandidatexamensarbete producerat en statisk böjstyvhetsanalys och en dynamisk egenfrekvensanalys av denna testrigg med hjälp av FEM-modellering.I ett första steg förenklades en befintlig, mycket detaljerad CAD-modell av provningsriggen. Därefter fördes den grovt förenklade geometrin in i FEA-programvaran Ansys Workbench, i vilken en modell för simulering av riggen byggdes upp. Med hjälp av modellen kunde maximal utböjning bestämmas för axeln som testlagret sitter på. Dessutom användes modellen till att göra en modalanalys som gav de tio första egenfrekvenserna för riggen.Axelns maximala utböjning i testlagrets axiella mittpunkt bestämdes till 108 μm vid 5 000 N last. Riggens lägsta egenfrekvens blev 27,4 Hz utan last, och dess högsta egenfrekvens 84,8 Hz vid 5 000 N last. 27,4 Hz motsvarar en rotationshastighet på 1 644 varv/min på axeln, d.v.s. en bit ovanför riggens maxvarvtal 1 000 varv/min.Ingen experimentell verifiering av egenfrekvensresultaten har gjorts, men rekommenderas som framtida arbete