Повышение несущей способности, ресурса и динамических характеристик упорных узлов роторов за счет совмещения подшипников качения и скольжения

• Автор: Стручков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Упорные совмещенные опоры как объект исследования
1.1 Анализ подшипниковых опор роторных машин
1.2 Обзор исследований в области совмещенных опор
1.3 Классификация и основные характеристики совмещенных опор
1.4 Объект и структура исследования
2. Расчет сил в элементах совмещенных опор
2.1 Вопросы моделирования и расчетные схемы
2.2 Расчет упорного подшипника качения
2.3 Расчет упорного подшипника скольжения
3. Моделирование упорных совмещенных опор
3.1 Алгоритм расчета распределения нагрузок
3.2 Несущая способность, ресурс и мо.мент трения
3.3 Динамические характеристики
4. Экспериментальные исследования упорных совмещенных опор89
4.1 Описание экспериментального комплекса
4.2 Постановка и планирование эксперимента
4.3 Обработка результатов эксперимента и сравнительный анализ
5. Вопросы проектирования упорных совмещенных опор
5.1 Рекомендации по проектированию упорных совмещенных опор
5.2 Программное обеспечение для расчета
5.3 Конструктивные схемы упорных совмещенных опор
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Листинг основных расчетных модулей программы
Приложение б Акт внедрения
Приложение В Разработанная конструкция совмещенной опоры
Приложение Г Авторское свидетельство на программное обеспечение

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Сокращения:
ИИС - информационно-измерительная система;
ПК - подшипник качения;
ПС - подшипник скольжения;
СО - совмещенная опора;
УГДП - упорный гидродинамический подшипник;
УОР - устройства осевой разгрузки;
УПК, УПС - упорный подшипник качения, скольжения;
УСО - упорная совмещенная опора;
NASA - National Aeronautics and Space Administration (Национальное агенство авиационной и космической промышленности, США).
2. Кинематические параметры и координаты:
X, Y, Z-декартовы координаты центра цапфы;
г, у,у- осевая, окружная и радиальная координаты по упорной поверхности подшипника; а - угловая координата в окружном направлении;
/ - время;
t0 - характерное время, равное периоду одного оборота; vr,уф,vy - проекции вектора скорости потока смазочного материала; Vr, Vv, Vy - скорости точки на поверхности цапфы; со - угловая скорость ротора;
А г, Дер и At - шаги размерной и временной сеток;
М и У - число узлов размерной сетки в направлениях ср и г.
3. Геометрические и рабочие параметры:
Ri (D|), Ri (Di) - минимальный и максимальный радиусы (диаметры) упорной поверхности подшипника; к - число колодок упорного подшипника скольжения; ö-угол колодки упорного подшипника скольжения;
вк, Вк - центральный угол и ширина питающей камеры;
с1н, 1,, - диаметр и длина жиклера;
к0- номинальный осевой зазор;
И(г, ф) - функция полного осевого зазора;
Уг(<р) - угол наклона плоскости клодки упорного подшипника;
Л/- и Ыр - число питающих камер в ряду и число рядов; т - приведенная масса ротора, приходящаяся па одну опору;
б« и массовый и объемный расход смазочного материала;
2 - число тел качения;
гж - радиус желоба дорожки качении;
/? - угол контакта тела качения с внутренним и наружным кольцом; т, Е - модуль Пуассона и модуль упругости;
Ру - кривизна поверхности /-го тела в /-ой плоскости; р - плотность; тш - масса шарика;
- реакция;
К - коэффициент нелинейной жесткости;
<5 - деформация тела качения; к - рабочий радиальный зазор ПК;
4. Силовые факторы:
Ра - внешняя осевая нагрузка;
С0 - статическая грузоподъемность ПК;
Сд - динамическая грузоподъемность ПК;
//, Еа -радиальная и осевая нагрузка;
Ец6- центробежная сила со стороны тел качения на наружное кольцо ПК МЩр - момент трения подшипника скольжения;
М - момент трения подшипника качения;
Мдв - момент движущих сил;
Для описания течения смазочного материала в осевом зазоре используем два фундаментальных закона гидродинамической теории смазки: закон сохранения массы и закон сохранения импульса [45, 50], записанные в цилиндрической системе коор-Рисунок 2.11 - Расчетная схема динат.
Закон сохранения массы в виде уравнения неразрывности в цилиндрической системе координат в компонентах вектора скорости: др д(рл>г) руг Ар<р) , д(/п>у)

■ + —+ г
= 0.
(2.43)
3/ дг г гд(р ду Закон сохранения импульса в виде уравнения Навье-Стокса в цилиндрической системе координат в компонентах вектора скорости: