Analysis of the Stiffness and Fatigue Life of Double-Row Angular Contact Ball Bearings

Van-Canh Tong; Seong-Wook Hong

doi:10.7736/KSPE.2017.34.11.813

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저자정보: Van-Canh Tong (Kumoh National Institute of Technology) Seong-Wook Hong (Kumoh National Institute of Technology)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.34 No.11

발행연도: 2017.11

수록면: 813 - 821 (9page)

DOI: 10.7736/KSPE.2017.34.11.813

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This paper presents an analysis of the stiffness and fatigue life of double-row angular contact ball bearings (D-ACBBs). To this end, a comprehensive quasi-static model was developed for D-ACBBs subjected to five degree-of-freedom (DOFs) loading and displacement. The model was verified by a commercial computational program. A rigorous numerical investigation was performed, based on the developed model regarding the effects of external load, rotational speed, axial clearance, bearing arrangement, and angular misalignment on the stiffness and fatigue life of the D-ACBB. The D-ACBB was subjected to negative axial clearance and yielded improved performance in terms of fatigue life and stiffness. The effect of angular misalignment on the bearing fatigue life was found to be significantly dependent on the amount of axial clearance. The moment stiffness of the D-ACBB in a back-to-back arrangement was higher than the face-to-face arrangement owing to the increased effective load center distance, whereas the radial stiffness and fatigue life were almost unchanged for back-to-back and face-to-face arrangements.

#Double-row angular contact ball bearing (복열 각접촉 볼베어링) #Stiffness matrix (강성행렬) #Contact load (접촉하중) #Angular misalignment (각 어긋남) #Axial clearance (축방향 클리어런스) #Fatigue life (피로 수명)

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Abele, E., Altintas, Y., and Brecher, C., “Machine Tool Spindle Units,” CIRP Annals-Manufacturing Technology, Vol. 59, No. 2, pp. 781-802, 2010. Hong, S.-W., Choi, C.-S., and Lee, C.-H., “Effects of Bearing Arrangement on the Dynamic Characteristics of High-Speed Spindle,” J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 30, No. 8, pp. 854- 863, 2013. Schaeffler Technologies AG & Co. KG, “Double Row Angular Contact Ball Bearings,” https://www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/08_media_library/01_publications/schaeffler_2/brochure/downloads_1/ozs_de_en.pdf (Accessed 19 OCT 2017) SKF, “Double Row Angular Contact Ball Bearings,” http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/ball-bearings/angular-contact-ball-bearings/double-row-angular-contact-ball-bearings/index.html (Accessed 10 JUL 2017) Bercea, I., Nelias, D., and Cavallaro, G., “A Unified and Simplified Treatment of the Non-Linear Equilibrium Problem of Double-Row Rolling Bearings. Part I: Rolling Bearing Model,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, Vol. 217, No. 3, pp. 205-212, 2003.

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