Explore as funções de cálculo
Os cálculos integrados de resistência e vida útil garantem um projeto equilibrado e a máxima confiabilidade de todos os elementos da máquina em simultâneo. As guias de cálculo específicas determinam com precisão a cinemática, a eficiência geral e o balanço térmico, levando em consideração as perdas de potência. A estrita observância de normas internacionais como ISO, DIN e AGMA garante a conformidade com os requisitos de certificação.
Funções como análise modal, frequências e resposta forçada, estão disponíveis para análise NVH.
A rigidez da carcaça pode ser considerada por meio da importação FEM, garantindo desalinhamentos realistas do eixo e resultando em uma análise de contato sob carga mais precisa.
Cálculos integrados de resistência e vida útil
Abaixo você encontrará uma visão geral das funções de cálculo do módulo de sistemas do KISSsoft, destacando suas funcionalidades e recursos principais.
Resistência dos componentes
A avaliação integrada da resistência dos componentes é a principal proposta de valor do módulo de sistemas, atendendo às necessidades de ambos os grupos de especialistas. Especialistas em componentes recebem dados precisos de carga de todo o sistema, enquanto arquitetos de sistemas obtêm coeficientes de segurança imediatos para todo o sistema. O módulo interliga todos os elementos da máquina, incluindo engrenagens, eixos, mancais e fixações cubo-eixo, e realiza em simultâneo a análise de resistência e vida útil para todos os elementos.
O cálculo utiliza rotinas KISSsoft estabelecidas e segue rigorosamente normas internacionais como ISO, DIN e AGMA. Essa abordagem leva a um projeto inicial mais equilibrado, uma vez que as dependências mútuas entre os componentes, como a influência das forças de mancais nas condições de engrenamento, são consideradas desde o início.
Espectro de cargas
O cálculo do espectro de cargas em nível de sistema permite que os especialistas realizem as avaliações de resistência para todos os elementos da máquina no modelo da transmissão sob condições de operação realistas e cargas variáveis. É possível criar espectros de cargas do sistema que variam um número definido pelo usuário de parâmetros ao longo de toda a vida útil do sistema. Eles são transferidos automaticamente para os submódulos e considerados nos cálculos.
Essa capacidade é fundamental para aplicações como transmissões de turbinas eólicas ou transmissões de veículos com cargas, temperaturas e velocidades dinâmicas. A guia de cálculo oferece suporte tanto à análise da cinemática simples do espectro de cargas quanto à análise completa de resistência, incluindo o cálculo de danos parciais de acordo com a regra de Miner.
Eficiência
O cálculo de eficiência é um recurso fundamental para a análise do desempenho de toda a transmissão. Ele vai além da análise isolada de componentes individuais, calculando com precisão a potência geral e a eficiência do sistema da engrenagem ou transmissão. Esse recurso é essencial para arquitetos de sistemas que procuram minimizar as perdas de energia e alcançar uma alta densidade de potência.
O processo de cálculo identifica todas as perdas de potência de várias fontes dentro do sistema. Os torques e velocidades reais são determinados usando um método iterativo até que o equilíbrio de torque seja alcançado no sistema, conhecido como iteração de torque. O cálculo pode ser aplicado tanto a níveis de carga individuais quanto a espectros de cargas completos.
Balanço térmico
O balanço térmico amplia a análise de eficiência, determinando o equilíbrio térmico da transmissão de acordo com os padrões da indústria. Isso permite que os especialistas calculem o equilíbrio térmico, dimensionem a potência necessária do refrigerador e, assim, controlem a temperatura de funcionamento máxima do óleo, o que é fundamental para a vida útil dos mancais e do lubrificante.
A análise térmica se baseia nas perdas de potência determinadas e no cálculo da dissipação de calor através da carcaça e dos refrigeradores externos. O cálculo segue as especificações detalhadas da norma ISO/TS 14179 Parte 2.
Mapas
A abordagem de cálculo permite a gerar uma ampla gama de resultados de saída, variando sistematicamente parâmetros de entrada selecionados. Ao variar pelo menos dois parâmetros primários, normalmente torque e velocidade de rotação, é possível visualizar as respostas do sistema em um formato estruturado, semelhante a um mapa. Essas representações providenciam uma visão geral clara e abrangente do comportamento do sistema em diferentes condições de operação, tornando-as particularmente valiosas para análise do desempenho, otimização e análise comparativa.
Um caso de uso típico é o cálculo de eficiência, onde um mapa de eficiência é gerado com base nas variações de velocidade de entrada e torque de entrada. Este mapa oferece uma visão geral clara do desempenho do sistema em diferentes condições de operação.
Interface GEMS
A interface Gleason GEMS®/GAMA® é uma ferramenta de integração especializada para especialistas em projeto e fabricação de engrenagens cônicas e hipoides. Uma vez definidas as cargas no módulo de sistemas, a interface garante uma troca de dados perfeita e eficiente entre cálculo do submódulo da engrenagens cônicas do KISSsoft e o software Gleason GEMS® (Gear Engineering and Manufacturing System) e GAMA® (Gleason Automated Measurement and Analysis).
A análise em nível de sistema fornece dados cruciais sobre a deformação real da transmissão sob carga, o que tem um impacto significativo no desalinhamento do engrenamento das engrenagens. Essa informação é essencial para a otimização precisa das modificações nos flancos.
Deformação da carcaça
A consideração da deformação da carcaça é uma ferramenta de análise especial para especialistas em projeto de engrenagens, usada para capturar com precisão a influência das cargas da transmissão no posicionamento do eixo e no alinhamento da engrenagem. Como as transmissões modernas e leves geralmente apresentam menor rigidez da carcaça, os deslocamentos dos mancais resultantes são críticos para uma análise precisa de contato sob carga
O módulo de sistemas integra a rigidez da carcaça importando a matriz de rigidez reduzida de um software FEM externo. Isso permite um cálculo estático que leva em consideração a deformação da carcaça sob carga operacional.
Frequências
O cálculo das frequências características é uma importante ferramenta NVH, auxiliando tanto na fase de projeto para evitar ressonâncias quanto na manutenção preditiva para detecção de falhas. O cálculo coleta e analisa dados de frequência relevantes para todos os componentes rotativos da transmissão.
As frequências dependem da velocidade e são calculadas em uma faixa de velocidade definida, considerando as harmônicas e bandas laterais relevantes. Os resultados são apresentados em diagramas claros, que ajudam a identificar sobreposições e interseções críticas.
Análise modal
A análise modal calcula as frequências naturais e os modos próprios de um sistema de eixo completo, incluindo os acoplamentos por meio do engrenamento das engrenagens. É uma ferramenta fundamental para especialistas em análise dinâmica que permite identificar condições críticas de operação onde podem ocorrer ressonâncias numa fase inicial.
O cálculo é baseado no método da matriz de transmissão e pode considerar várias abordagens de modelagem para acoplar vibrações de flexão, torção e axiais. Os resultados são visualizados em um diagrama de Campbell, que representa as frequências naturais como uma função da velocidade do eixo.
Resposta forçada
A análise de resposta forçada é uma ferramenta poderosa e fácil de usar para a análise dinâmica de transmissões sob excitações periódicas, utilizada para avaliar o comportamento NVH do sistema. Ela foi projetada para especialistas em caracterização de vibrações e aplica a abordagem de resposta em frequência baseada em séries de Fourier para fornecer resultados rápidos e eficientes.
A avaliação leva em consideração as não linearidades decorrentes da variação periódica da rigidez de contato e do erro de transmissão. São calculadas forças de mancais dependentes do tempo, fator dinâmico e forças do engrenamento dinâmicas.
