Конструкційні особливості та новітні технології підшипників ковзання в сучасній промисловості

Автор(и)

  • О.О. Яйчук Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро , Україна https://orcid.org/0009-0009-4034-4266
  • В.В. Поворотній Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, Україна https://orcid.org/0009-0000-9128-902X

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.49.1.2024.321228

Ключові слова:

підшипники ковзання, гідростатичні підшипники, полімерні матеріали, турбомашини, змащення підшипників ковзання, охолодження підшипників ковзання

Анотація

Стаття має оглядовий характер і присвячена аналізу сучасних матеріалів, конструкцій та технологій змащування підшипників ковзання, які є важливим елементом машинобудування та знаходять застосування в різноманітному промисловому обладнанні, такому як турбіни, насоси, генератори та компресори. Надійність і довговічність підшипників ковзання є ключовими проблемами в сучасній промисловості, оскільки їхній вихід з ладу може призвести до зупинки всього обладнання, що спричиняє значні економічні втрати. Залежно від умов експлуатації, підшипники ковзання стикаються з проблемами зносу, високих температур, вібрацій та нестабільного режиму змащування, що вимагає застосування інноваційних матеріалів, конструкцій та методів змащування. Метою даної статті є аналіз сучасних матеріалів, які застосовуються для виготовлення підшипників ковзання, конструкцій підшипників та технологій їх змащування. Особливу увагу приділено використанню полімерних матеріалів для пар тертя, а також ефективності рідин з низькою в’язкістю для змащування, що дозволяє використовувати підшипники ковзання у специфічних та високотехнологічних агрегатах. Огляд включає результати численних досліджень, у яких розглядаються різні типи підшипників, такі як гідростатичні та гідродинамічні, з використанням води та інших рідин як змащувальних середовищ. Практична значимість цього огляду полягає в можливості подальшого використання його результатів для створення оптимальних конструкцій підшипників ковзання, придатних для застосування в складних агрегатах, де висуваються критичні вимоги до точності, надійності та ефективності роботи підшипників. Основні висновки огляду свідчать про те, що поєднання інноваційних матеріалів, таких як полімери, та передових методів змащування дозволяє значно підвищити стійкість до зносу та стабільність роботи підшипників. Крім того, перспективним є впровадження нових конструкцій підшипників з покращеною ефективністю змащування та тепловідведення, що дозволить підвищити продуктивність сучасних роторних агрегатів. Дослідження в цій сфері є важливим для розвитку більш надійних та ефективних підшипникових систем у промисловості

Біографії авторів

О.О. Яйчук , Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро

Аспірант

В.В. Поворотній , Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

An Advanced Microturbine System with Water‐Lubricated Bearings / Nakano S., Kishibe T., Inoue T., Shiraiwa H. International Journal of Rotating Machinery. 2009. Vol. 2009. № 1. Pp. 1-12. DOI: https://doi.org/10.1155/2009/718107.

Elsayed E. K., Alaa M. A., Bucth El. A study on hydrodynamic water lubricated journal bearing. Engineering Research Journal. 2017. Vol. 153. Pp. M1-M15.

Comparison of the lubrication performances of water-lubricated and oil-lubricated plain journal bearings / Zhang X. L., Yin Zh. W., Jiang D., Gao G. Yu. Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 711. Pp. 27-30. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.711.27.

Theoretical analysis and experimental tests of tilting pad journal bearings with shoes made of polymer material and low-boiling liquid lubrication / G. Żywica et al. Tribology International. 2023. Vol. 189. Pp. 108991. DOI: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.108991.

Analysis of Water-Lubricated Journal Bearings Assisted by a Small Quantity of Secondary Lubricating Medium with Navier-Stokes Equation and VOF Model / X. Zhang et al. Lubricants. 2024. Vol. 12. № 1. Pp. 1-21. DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants12010016.

Ahmed O., El-Sayed T. A., Sayed H. A Comparative Study of Theoretical and Experimental Analysis on Balanced and Unbalanced Rotors Supported by Oil-and Water-Lubricated Journal Bearings. Machines. 2024. Vol. 12. № 10. Pp. 1-27. DOI: https://doi.org/10.3390/machines12100675.

Static load characteristics of hydrostatic journal bearings: Measurements and predictions / Yi H., Jung H., Kim K., Ryu K. Sensors. 2022. Vol. 22. № 19. Pp. 1-20. DOI: https://doi.org/10.3390/s22197466.

Gu C., Cui Y., Zhang D. Research on the Optimal Design Approach of the Surface Texture for Journal Bearings. Lubricants. 2024. Vol. 12. № 4. Pp. 1-20. DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants12040111.

Charamis D., Nikolakopoulos P. G. Investigation of Cavitated Flow in Water-Lubricated Bearings Considering Surface Roughness, Thermal, and Elastic Effects. Lubricants. 2024. Vol. 12. № 4. Pp. 1-18. DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants12040107.

Экспериментальные исследования композитных антифрикционных полимеров / Ищенко А. А., Радионенко А. В., Киндрачук М. В., Тисов О. В. Problems of Friction and Wear. 2019. № 4(85). С. 37-43. DOI: https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(85).13870.

Применение полимерных материалов в подшипниках скольжения / А. А. Ищенко, А. В. Радионенко, А. В. Антоненко, А. А. Родак. Металлургические процессы и оборудование. 2008. № 4. С. 22-25.

Overview of friction and wear performance of sliding bearings / F. Du et al. Coatings. 2022. Vol. 12. № 9. Pp. 1-15. DOI: https://doi.org/10.3390/coatings12091303.

The effects of graphite filler on the tribological properties of polydopamine/PTFE coatings / Beckford S., Cai J., Fleming R. A., Zou M. Tribology Letters. 2016. Vol. 64. Pp. 1-10. DOI: https://doi.org/10.1007/s11249-016-0777-5.

The role of surface topography in the evolving microstructure and functionality of tribofilms of an epoxy-based nanocomposite / G. Zhang et al. Wear. 2016. Vol. 364. Pp. 48-56. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2016.06.012.

Experimental and numerical analysis on the seizure of a carbon-filled PTFE central groove journal bearing during start-up period / B. Pap et al. Lubricants. 2018. Vol. 6. № 1. Pp. 1-24. DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants6010014.

Friction Evolution of Graphite Bearing Impregnated with Polymer Subjected to Vibration Fretting at High Temperature / H. Zaïdi et al. Coatings. 2024. Vol. 14. № 2. Pp. 1-15. DOI: https://doi.org/10.3390/coatings14020207.

Ищенко А. А., Радионенко А. В., Антоненко А. В. Особенности процесса трения в подшипниках скольжения с самосмазывающим наполнителем. Металлургические процессы и оборудование. 2011. № 3. С. 24-28.

Hagemann T., Pfeiffer P., Schwarze H. Measured and predicted operating characteristics of a tilting-pad journal bearing with jacking-oil device at hydrostatic, hybrid, and hydrodynamic operation. Lubricants. 2018. Vol. 6. № 3. Pp. 1-15. DOI: https://doi.org/10.3390/lubricants6030081.

Concli F. Journal bearing: An integrated CFD-analytical approach for the estimation of the trajectory and equilibrium position. Applied Sciences. 2020. Vol. 10. № 23. Pp. 1-15. DOI: https://doi.org/10.3390/app10238573.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-26

Як цитувати

Яйчук , О., & Поворотній , В. (2024). Конструкційні особливості та новітні технології підшипників ковзання в сучасній промисловості. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 1(49), 127–142. https://doi.org/10.31498/2225-6733.49.1.2024.321228

Номер

Розділ

133 Галузеве машинобудування