Виявлення деформації сегментів і їх опор в гідростатичному підшипнику сегментного типу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239066Ключові слова:
сегментний підшипник, деформація сегмента, характеристики підшипника, диференціальне рівняння, результати розрахункуАнотація
В даний час існують теоретичні та експериментальні дослідження таких підшипників без урахування пружних деформацій сегментів. На підшипники роторів потужних турбін для атомних станцій діють навантаження рівні десяткам тонн. Одним з важливих питань при проектуванні сегментних підшипників, що працюють в цих умовах, є урахування пружних деформацій сегментів. Наведено схему гідростатичного підшипника сегментного типу і описаний принцип його роботи. При визначенні деформації сферичної опори застосована формула для зміни об’єму суцільної сталевої кулі, навантаженої рівномірним тиском.
Для визначення деформації сегмента в осьовому напрямку в якості вихідного приймаємо диференціальне рівняння вигину балки-штаби. В якості вихідного, для визначення деформації сегмента в окружному напрямку, прийнято основне рівняння деформації стрижнів з криволінійної віссю при дії в площині кривизни.
В результаті проведених досліджень встановлено, що при тиску живлення 5 МПа максимальна деформація сегмента становить 4,5 % від радіального зазору і може впливати на характеристики підшипника. Виявлено суттєво нелінійний характер деформацій уздовж осі сегмента. Встановлено, що величина тиску робочої рідини істотно впливає на товщину сегмента. При збільшенні тиску живлення з 1 МПа до 10 МПа товщина сталевого сегмента збільшувалася більш, ніж в 2 рази, а товщина бронзового сегмента – більше, ніж в 3 рази. Встановлено, що величина тиску робочої рідини, що перевищує 10 МПа, істотно впливає на деформацію сферичної опори і на зазор в підшипнику.
Отримані результати дозволять точніше визначати основні характеристики сегментного підшипника і раціональніше проектувати його конструкцію
Посилання
- Hu, Z., Wang, Z., Huang, W., Wang, X. (2019). Supporting and friction properties of magnetic fluids bearings. Tribology International, 130, 334–338. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.10.006
- Xu, H., Yang, J., Gao, L., An, Q. (2020). The influences of bump foil structure parameters on the static and dynamic characteristics of bump-type gas foil bearings. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 234 (10), 1642–1657. doi: https://doi.org/10.1177/1350650120912609
- Koosha, R., San Andrés, L. (2020). A Computational Model for the Analysis of the Static Forced Performance of Self-Equalizing Tilting Pad Thrust Bearings. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 142 (10). doi: https://doi.org/10.1115/1.4048458
- Xiang, G., Han, Y., He, T., Wang, J., Xiao, K., Li, J. (2020). Wear and fluid-solid-thermal transient coupled model for journal bearings. Applied Mathematical Modelling, 85, 19–45. doi: https://doi.org/10.1016/j.apm.2020.03.037
- Santos, I. (2018). Controllable Sliding Bearings and Controllable Lubrication Principles – An Overview. Lubricants, 6 (1), 16. doi: https://doi.org/10.3390/lubricants6010016
- EL-Said, A. K., EL-Souhily, B. M., Crosby, W. A., EL-Gamal, H. A. (2017). The performance and stability of three-lobe journal bearing textured with micro protrusions. Alexandria Engineering Journal, 56 (4), 423–432. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.08.003
- Summer, F., Bergmann, P., Grün, F. (2017). Damage Equivalent Test Methodologies as Design Elements for Journal Bearing Systems. Lubricants, 5 (4), 47. doi: https://doi.org/10.3390/lubricants5040047
- Zernin, M. V., Mishin, A. V., Rybkin, N. N., Shil’ko, S. V., Ryabchenko, T. V. (2017). Consideration of the multizone hydrodynamic friction, the misalignment of axes, and the contact compliance of a shaft and a bush of sliding bearings. Journal of Friction and Wear, 38 (3), 242–251. doi: https://doi.org/10.3103/s1068366617030163
- Zhang, J., Tan, A., Spikes, H. (2016). Effect of Base Oil Structure on Elastohydrodynamic Friction. Tribology Letters, 65 (1). doi: https://doi.org/10.1007/s11249-016-0791-7
- Villaverde, R. (2016). Base isolation with sliding hydromagnetic bearings: concept and feasibility study. Structure and Infrastructure Engineering, 13 (6), 709–721. doi: https://doi.org/10.1080/15732479.2016.1187634
- Polyakov, R., Savin, L., Fetisov, A. (2018). Analysis of the conditions for the occurrence of the effect of a minimum of friction in hybrid bearings based on the load separation principle. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 233 (2), 271–280. doi: https://doi.org/10.1177/1350650118777143
- Schüler, E., Berner, O. (2021). Improvement of Tilting-Pad Journal Bearing Operating Characteristics by Application of Eddy Grooves. Lubricants, 9 (2), 18. doi: https://doi.org/10.3390/lubricants9020018
- Kukla, S., Buchhorn, N., Bender, B. (2016). Design of an axially concave pad profile for a large turbine tilting-pad bearing. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 231 (4), 479–488. doi: https://doi.org/10.1177/1350650115592919
- Artemenko, N. P., Nazin, V. I. (1982). Raschet harakteristik mnogosegmentnyh gidrostaticheskih podshipnikov s tochechnymi kamerami. Issledovanie gidrostaticheskih opor i uplotneniy dvigateley letatel'nyh apparatov, 1, 12–22.
- Timoshenko, S. P. (1972). Kurs teorii uprugosti. Kyiv: Naukova dumka, 832.
- Korn, G., Korn, T. (1974). Spravochnik po matematike. Moscow: Nauka, 832.
- Timoshenko, S. P., Lessel's, Dzh. (1931). Prikladnaya teoriya uprugosti. Leningrad: Gostekhizdat, 394.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Vladimir Nazin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
