DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-525-542


МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОБОДНО ПОВОРАЧИВАЮЩИХСЯ СЕГМЕНТОВ САМОРЕГУЛИРУЕМОГО РАДИАЛЬНОГО ГАЗОСТАТОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА

Бесчастных В. Н., Булат М. П., Волобуев И. А., Горбачев А. А.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Бесчастных В.Н., Булат М.П., Волобуев И.А., Горбачев А.А. Математическое и численное моделирование свободно поворачивающихся сегментов саморегулируемого радиального газостатодинамического подшипника // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 3. С. 525–542. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-525-542

Аннотация

Предмет исследования.Исследован саморегулируемый радиальный газостатодинамический подшипник. Представлена методика его расчета и проектирования. Разработаны методы моделирования поворачивающихся сегментов опорной поверхности подшипника, устойчивых по углу поворота, нагрузке и частоте вращения ротора. Разработаны численный метод определения положения сегмента, при котором действующие на него моменты равны нулю, и метод анализа устойчивости сегмента в этом положении. Основные результаты. Описана методика определения устойчивого равновесного положения сегмента. При различных значениях средней толщины смазочного слоя и частоты вращения вала определены величины и направление вращающего момента на сегменте и равнодействующих сил, действующих на сегмент. Получены эпюры давлений в смазочном слое сегмента. Построены параметрические зависимости проектных характеристик подшипника от нагрузки на сегмент и частоты вращения вала. Практическая значимость. Разработанная методика расчета может использоваться для проектирования гибридных воздушных подшипников при выборе положения оси вращения сегмента. Поворот сегментов позволяет расширить диапазон саморегулирования воздушных подшипников и в определенных пределах парировать перегрузки, возникающие на валу.


Ключевые слова: численное моделирование, саморегулируемый радиальный газостатодинамический подшипник, устойчивое положение сегмента, равнодействующая сила

Благодарности. Работа выполнена при финансовой̆ поддержке Министерства образования и науки РФ (Соглашение № 14.578.21.0203, уникальный̆ идентификатор прикладных научных исследований RFMEFI57816X0203).

Список литературы
1.     Смирнова О.С., Булат П.В., Продан Н.В. Применение управляемых газо- и гидростатических подшипников в турбонасосных агрегатах многоразовых комбинированных ЖРД // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-2. С. 335–339.
2.     Шейнберг С.А. Жедь В.П. Шишеев М.Д.Опоры скольжения с газовой смазкой. М.: Машиностроение, 1969. 336 c.
3.     Constantinescu V.N. Lubrificatia Cu Gaze. Bucuresti, 1963. 633 p.
4.     Проектирование гидростатических подшипников / Под ред. Г. Риппела. М.: Машиностроение, 1967. 135 с.
5.     Подшипники с газовой смазкой / Под ред. Н.С. Грэссема, Дж.У. Пауэлла. М.: Мир, 1966. 415 с.
6.     Котляр Я.М. Асимптотические решения уравнения Рейнольдса // Механика жидкости и газа. 1967. №1. С. 161–165.
7.     Заблоцкий Н.Д., Карякин В.Е., Спиенков И.Е. Сферический газовый подшипник с принудительным наддувом // Механика жидкости и газа. 1970. № 3. С. 147–154.
8.     Лойцянский Л.Г., Степанянц Л.Г. Гидродинамическая теория сферического подвеса // Труды ЛПИ. 1958. № 198. С. 89–98.
9.     Заблоцкий Н.Д. Линеаризация граничных условий в теории воздушных подвесов // Труды ЛПИ. 1961. № 217. С. 127–132.
10.  Степанянц Л.Г. Некоторые методы газодинамической теории смазки // Труды ЛПИ. 1967. №280. С. 27–43.
11.  Bulat M.P., Bulat P.V. Basic classification of the gas-lubricated bearings // World Applied Sciences Journal 2013. V. 28. N 10. P. 1444–1448. doi: 10.5829/idosi.wasj.2013.28.10.13924
12.  Усков В.Н., Булат П.В. Об исследовании колебательного движения газового подвеса ротора турбохолодильных и детандерных машин. Часть I. Постановка задачи // Вестник международной академии холода. 2012. № 3. С. 3–7.
13.  Усков В.Н., Булат П.В. Об исследовании колебательного движения газового подвеса ротора турбохолодильных и детандерных машин. Часть II. Колебания давления в соплах питающей системы на сверхкритическом режиме работы // Вестник международной академии холода. 2013. № 1. C. 57–60.
14.  Булат П.В. Практика проектирования газовых подшипников для холодильных машин. Часть I. Обзор газовых подшипников // Холодильная техника. 2015. № 7. С. 17–21.
15.  Бесчастных В.Н., Булат П.В. Практика проектирования газовых подшипников для холодильных машин. Часть II. Проектирование и методика расчета гибридных подшипников // Холодильная техника. 2015. № 8. С.33–35.
16.  Reynolds O. On the theory of lubrication and its application to Mr. Beauchamp Tower's experiments, including an experimental determination of the viscosity of olive oil' // Royal Society, Phil. Trans., Pt. 1. 1886. 114 p.
17.  Бесчастных В.Н. Разработкаметода расчета и экспериментальное определение характеристик радиальных сегментных газовых подшипников для тяжелых роторов ГТУ: дис. канд. техн. наук. Москва, 2011. 144 с.
18.  БесчастныхВ.Н., Равикович Ю.А., Соколов А.Н. Определение статической грузоподъемности сегментного газостатического подшипника // Вестник МАИ. 2009. Т. 16. № 1. С. 84–94.
19.  Бесчастных М.С., Ильина Т.Е. Опыт проектирования подшипников на газовой смазке // Актуальные вопросы современных физико-математических и естественных наук. Москва, 2015. С. 29–47.
20.  Штернлихт Б. Газовые цилиндрические подшипники скольжения конечной длины // Прикладная механика. 1961. Т. 28. № 4. С. 62–70.
21.  Raimondi A.A. Numerical solution for the gas lubricated full bearing of finite length // ASLE Transaction. 1961. V. 4. N 1. P. 131–135. doi: 10.1080/05698196108972427
22.  Котляр Я.М. Течение вязкого газа в зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами // Изв. АН СССР. Отделение техн. наук. 1957. № 10. С. 12–18.
23.  Котляр Я.М. К теории воздушных подвесов сферического типа // Изв. АН СССР. Отделение техн. наук. 1959. № 6. С. 21–26.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика