Обоснование параметров гидростатодинамических подшипников при смазке маловязкими нефтепродуктами

• Автор: Анохин, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения, индексы и сокращения

Введение

1 Подшипники скольжения насосных агрегатов как объект исследования

1.1 Анализ конструкций и условий работы опор насосных агрегатов

1.2 Обзор опубликованных работ по подшипникам скольжения

1.3 Выбор объекта и постановка задач исследований

2 Расчет полей давлений в подшипниках жидкостного трения

2.1 Расчетные схемы подшипников

2.2 Тепло физические свойства смазочных материалов

2.3 Математические модели и методы расчета полей давлений
3 Интегральные характеристики гидростатодинамических
подшипников скольжения при смазке маловязкими нефтепродуктами
3.1 Несущая способность подшипников
3.2 Потери мощности на трение и прокачку
3.3 Расход смазочного материала
3.4 Влияние рабочих и геометрических параметров на характеристики радиальных гидростатодинамических подшипников
4 Экспериментальные исследования подшипников
4.1 Планирование экспериментальных исследований
4.2 Конструкция экспериментальной установки, измерительный комплекс
и методика проведения исследований
4.3 Сравнительный анализ результатов теоретических и
экспериментальных исследований
5 Вопросы проектирования гидростатодинамических подшипников
насосных агрегатов
5.1 Последовательность расчета и выбор начальных параметров подшипников жидкостного трения
5.2 Проектный расчет гидростато динамических подшипников
с использованием номограмм
5.3 Проверочный расчет подшипников с использованием программного комплекса
Заключение
Список используемой литературы
Приложение А. Расчетный модуль
Приложение Б. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ
«АнРоС — нефтепродукты»
Приложение В. Акт внедрения результатов диссертационного исследования на
ОАО «Ливгидромаш»
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ
1. Кинематические параметры и координаты:
е - эксцентриситет положения центра шейки вала;
ф - угол положения линии центров;
х, у, г -окружная, радиальная и осевая координаты;
I - время;
- характерное время, равное периоду одного оборота;
Дх, Дг, Д1 - шаги по размерной сетке и времени; и, V — скорости точек поверхности шипа; и, V, лу - скорости течения рабочего тела; п - частота вращения ротора; ш - угловая скорость вращения ротора; т п — число узлов размерной сетки.
2. Геометрические и рабочие параметры:
О, Ь - диаметр и длина подшипника;
Ьо - средний и радиальный зазор;
Ь(х) - функция радиального зазора; б„, 1„ - диаметр и длина жиклера; пв - количество жиклеров в одном ряду; пр - число рядов питающих камер;
Ь - длина ротора;
й, М - вес и масса ротора;
т - приведенная масса ротора, приходящаяся на одну опору; С>, С>ч - объемный и массовый расход рабочего тела;
3. Силовые факторы:
Л], Я, — реакции смазочного слоя;
- грузоподъемность подшипника, статическая нагрузка; ДN — потери мощности;

Мф - потери мощности на трение;
Кр — потери мощности на прокачку;
Ф - диссипативная функция; тх, х7 - турбулентные напряжения.
4. Термодинамические и теплофизические параметры:
Р — давление;
Т - температура;
I - энтальпия; р - плотность;
ц - коэффициент динамической вязкости;
Ср - теплоемкость при постоянном давлении;
V - удельный объем;
5. Безразмерные комплексы:
Яе, ББ Рг - критерии Рейнольдса, Струхаля, Прандтля; ё = е/Ъ0 - относительный эксцентриситет;
Кх, Кг, Кн - коэффициенты турбулентности;
6. Индексы:
Ь - подшипник;
Н - жиклер, питающая камера;
Б - смазочный слой;
Я - ротор;
шах, пип, т, * — максимальное, минимальное, осредненное и критическое значения соответственно;
О - вход в подшипник; а - окружающая среда.
7. Сокращения:
ГСДП - гидростатодинамический подшипник;
ГСП — гидростатический подшипник;
ГДП — гидродинамический подшипник;

Объектом исследования являются опорные узлы насосных
агрегатов для перекачивания маловязких нефтепродуктов (рисунок 1.5).
а) б)
Рисунок 1.5 Гидростатодинамические подшипники: а - с осевой подачей смазочного материала (ГСДП1), б - с точечными камерами (ГСДП2)
В ГСДП1 несущая способность создается в результате суммирования гидродинамической и гидростатической составляющих. Гидродинамическая составляющая формируется в результате принудительного затягивания смазочного материала вращающимся валом в клиновой зазор и зависит в основном от вязкости смазочного материала, относительной скорости сдвига и площади опорных поверхностей, величины радиального зазора. Гидростатическая составляющая формируется с помощью центрирующего эффекта Ломакина-Этингера, происходящего за счет осевой подачи смазочной жидкости в подшипник скольжения.
В ГСДП2 работоспособность подшипника обеспечивается за счет гидростатического всплытия в результате перераспределения давлений при дросселировании смазочного материала и формирования гидродинамического клина из-за наличия достаточно больших опорных поверхностей и высокой скорости вращения ротора.
В роторных насосах объемного типа жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса. Роль рабочего органа в шестеренных насосах выполняют шестерни (рисунок 1.6).