Повышение динамических качеств и ресурса опорных узлов роторов совмещением подшипников качения и скольжения

• Автор: Поляков, Роман Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Комбинированные опоры как объект исследования
1.1 Условия работы и требования к опорам роторов быстроходных машин
1.2 Обзор опубликованных работ в области исследований
в комбинированных опор
1.3 Классификация комбинированных опор
1.4 Выбор объекта и структура исследования
2. Расчет сил в элементах комбинированных опор
2.1 Математическая модель подшипника качения
2.2 Математическая модель подшипника скольжения
3. Характеристики комбинированных опор
с разделением нагрузки
3.1 Ресурс, быстроходность и момент трения КОРН
3.2 Динамические характеристики КОРН
4. Характеристики комбинированных опор
С РАЗДЕЛЕНИЕМ СКОРОСТЕЙ
4.1. Разделение скоростей, момент трения и ресурс КОРС
4.2. Динамические характеристики КОРС
5. Экспериментальные исследования динамических
ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННЫХ ОПОР
^ 5.1 Описание экспериментального комплекса
5.2 Постановка и планирование эксперимента
5.3 Обработка результатов эксперимента

6. Вопросы проектирования комбинированных опор
6.1 Рекомендации по проектированию опорных узлов
• повышенного ресурса и виброустойчивости
6.2 Программное обеспечение для расчета КО
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Листинг основных расчетных модулей программы
Приложение Б Акт внедрения
« Приложение В Разработанные конструкции комбинированных опор
Приложение Г Авторское свидетельство на программное обеспечение
для расчета комбинированных опор

Условные обозначения, индексы и сокращения
1. Сокращения:
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;
ГСДП - гидростатодинамический подшипник;
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель;
КО - комбинированная опора;
ПК - подшипник качения;
ПС - подшипник скольжения;
ТНА - турбонасосный агрегат.
NASA - National Aeronautics and Space Administration (Национальное агенство авиационной и космической промышленности, США).
2. Кинематические параметры и координаты:
ей (р - эксцентриситет и угол положения центра цапфы; х, у, z - декартовы координаты центра цапфы; а - угол действия реакции ПС; t- время;
to - характерное время, равное периоду одного оборота;
vx, vy, vz — проекции вектора скорости потока смазочного материала;
U, V- скорости точек поверхности цапфы;
Л - дисбаланс ротора (смещение центра масс);
& и п- угловая скорость и частота вращения ротора;
Q - угловая скорость промежуточной втулки (для КОРС);
Ах, Az и At - шаги размерной и временной сеток;
Ми N- число узлов размерной сетки в направлениях х и z.
3. Геометрические и рабочие параметры:
d, I - диаметр и длина опорной поверхности подшипника;
h - толщина втулки ПС;
dk,lk, - диаметр и длина питающей камеры;
h0 - средний радиальный зазор;
h(x, z) — функция радиального зазора;

Касательное напряжение на цапфе (при y=h) согласно [29]
+ (2.34)
2 дх h
Тогда проекция силы трения, приложенная к поверхности цапфы
L tzD L tiD
FyC = J Jr • sinadxdz, FyC = J JV • cosadxdz,
oo oo (2.35)

M"p = — J Jr • sin adxdz.
“00
Реакция смазочного слоя складывается из гидродинамической и/или гидростатической силы и силы трения
Wnc=Rnc+FnC'
Грузоподъемность подшипника Wnc является геометрической суммой проекций реакции (а - направление действия)
IVпс = 4^СТ +(^у!С)2 , 1ёа = РГу770 / . (2.37)
Теоретической базой для составлений уравнений, описывающих движения смазочного материала в подшипнике, являются уравнения динамики вязкой сжимаемой жидкости, которые выражают законы сохранения массы и импульса. Современное развитие теории смазки, численных методов решения дифференциальных уравнений и вычислительной технике приводит к тому, что все большее количество явлений поддаются количественному описанию. Учет в математической модели таких эффектов как турбулентность, кавитация, наличие парожидкостной области, микрополярных включений в смазочный материал, влияния инерционных составляющих в уравнении Рейнольдса, а также неньютоновских жидкостей описываются в широком спектре современных работ, касающихся только подшипников скольжения [13, 48, 52, 71 и др.]. В связи с тем, что в задачи данной работы не входит изучение вышеперечисленных эффектов, математическая модель определения поля давлений в ПС опирается на систему уравнений классической теории смазки