Теоретическое и экспериментальное определение предельной несущей способности осевых лепестковых газодинамических подшипников

• Автор: Ермилов, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Особенности различных конструкций ЛГП
1.2. Состояние теоретических и экспериментальных
исследований ЛГП
1.3. Обоснование проведенных в диссертации исследований
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЕВЫХ ЛГП
2.1. Общий подход к решению упругогидродинамической задачи
2.2. Вычисление давления в смазочном слое
2.2.1 Методики расчета давления в смазочном слое подшипника
при различных видах уравнения газовой смазки
2.2.2. Результаты расчетов давления для различных
уравнений газовой смазки
2.3. Вычисление перемещений лепестков под действием
внешней нагрузки
2.3.1. Анализ контактов элементов осевых ЛГП
2.3.2. Методика вычисления перемещений лепестков
2.4. Алгоритм решения упругогидродинамической задачи
2.5. Выводы
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО И ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОСЕВЫХ ЛГП
3.1. Описание экспериментальной установки и приспособлений
3.2. Методика определения предельной несущей способности
и момента (мощности) трения ОЛГТ1

3.3. Сравнение и анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований
3.4. Выводы
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ ОЛГП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВСУ - вспомогательная силовая установка;
ГТД — газотурбинный двигатель;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ЛГГ1 — лепестковый газодинамический подшипник;
ОЛГП - осевой лепестковый газодинамический подшипник;
ГТНС - предельная несущая способность;
РЛГП - радиальный лепестковый газодинамический подшипник;
СГТУ - солнечная газотурбинная установка;
ТНА - турбонасосный агрегат;
УГД задача - упругогидродинамическвя задача;
В = Кц - Ян - ширина лепестка и характерный размер смазочного слоя в радиальном направлении;
Р, У -нагрузка на подшипник;
Е — модуль упругости материала лепестка и пружины;
I - полярный момент инерции ротора;
Н = Н(ф) - толщина смазочного слоя;
Нт - минимальная толщина смазочного слоя; й = Н / Нт приведенная толщина смазочного слоя;
Но - толщина лепестка без покрытия;
Нл - толщина лепестка с покрытием;
Нп - толщина пружины;
Е - длина лепестка в окружном направлении по среднему сечении;
Мн-момент трения в нижнем ОЛГП;
Мв - момент трения в верхнем ОЛГП;
Мост ~ суммарный момент трения ротора в радиальных подшипниках и по остальным поверхностям ротора, кроме поверхностей в ОЛГП;
Р = Р(ф) - текущее давление в смазочном слое; р = Р(ф) / Рд - приведенное текущее давление в смазочном слое;

Определив из (2.6) давление р через ф, подставив в уравнение (1.2) и представив полученное выражение в виде уравнения (2.4), после преобразований получим левую и правую части этого уравнения:
Ь ф = Ь ф"г - Ь'7 \і'г + Ь ф"х - Ь'х ф'х - ( Ь"х + Ь"Д V)/,
Г(ф, аф/гх) = (Лф'г-Ь тр'2г - Ь Х4/'2Ф ) і]/'1. (2.21)
Подставим выражения (2.21) в систему (2.5). Для этого выразим производные всех функций через конечные разности аналогично выражениям (2.16):
Л х ~ (Пі+і,о " Л і-и) (— Ах)
Ч х - (тініи - 2 Лм + Лм.Д Ах > (2.22)
Л'г = (Лу+і-Лц-і)(2Аг)'1, л’г ~ (Лчі + 1 ~ 2 Г)і,і + Л:о-і) Аг'2,
где і = - число узлов сетки по оси х, Дх = Ьн / (N-1) - шаг сетки по оси х,
] = — число узлов сетки по оси г, Аг = В / (М-1) - шаг сетки по оси г.
Обозначим через ф переменную ф на к-й итерации и через р|к+11 - на (к+1)-й итерации. После подстановки выражений (2.21) в систему (2.5) и преобразований получим систему конечно-разностных уравнений:
Ад фц.,1кМ| + Вц Фды[к+11 + Сд фд[кИ| + Оц Ч/м/М1 + Еу фи, Г" = Ьу , (2.23)
где Ад = Ьд А/2 + (ЬдГ + Е2) (2 АД'1,
Вд ЬуД/2-(Ьу'7+ЕД (2 АД’1 ,
Сд = - 2 Ьд Аг'2 - 2 Ьд (Аф)"2 - Ьд", Е,д фу"2,
Од = Ьд (Ах)’2 - (Ьд'х +Е3д) (2 Ах)‘‘,
Ед = Ьд (АХ)’2 + (Ьд'х +Е3д) (2 Ах)’1,
Ріо 2 Е і ід і|/д — Е2д фу , — Е3 фу х,
Е| І4 ~ А фу х ■ Ь у 'Гід г - ь у фу х,
Рз у 2 Ь д фу , фу ,
Е3д = ( А-Ьд фу'Д фу"1.