Повышение эксплуатационных характеристик упорных газодинамических подшипников

• Автор: Емельянов, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 178 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1. ФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ И БЕСКОНТАКТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Гидродинамический клин и сравнительные

особенности несжимаемой и сжимаемой смазок

1.2. Краткая история развития идеи использования спиральных канавок для профилирования рабочих поверхностей подшипников и уплотнений

1.3. Характерные элементы и основные результаты

квазилинейной теории

1.4. Важнейшие этапы дальнейшего развития методов расчета и проектирования спиральных подшипников
и бесконтактных уплотнений
1.5. Формулировка цели и задач диссертационной работы
2. РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ БИНАРНЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДПЯТНИКОВ И ВЯЗКОСТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ
2.1. Мозаичный фрагмент профилированной зоны и
аппроксимация давления в его пределах
2.2. Уравнения, вытекающие из подобия мозаичных фрагментов
и из непрерывности и дифференцируемости Р
2.3. Граничные условия для скоростей и интегрирование
уравнений Рейнольдса в локальной системе отсчета
2.4. Локальные массовые расходы газа в
различных областях мозаичного фрагмента

2.5. Уравнения, следующие из неразрывности потоков
через границы сопряженных областей
2.6. Уравнение, выражающее связь неизвестных коэффициентов с радиальным расходом газа через профилированную зону бинарной модели
2.7. Вывод дифференциального уравнения для доминирующего давления в профилированной зоне бинарной модели
2.8. Оптимальные параметры и экстремальные значения
важнейших силовых характеристик простейшей бинарной модели .
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
3. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ И ВЯЗКОСТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ СО СПИРАЛЬНЫМИ КАНАВКАМИ НА ОБЕИХ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЯХ
3.1. Локальная аппроксимация давления и четыре уравнения, вытекающие из подобия мозаичных фрагментов и дифференцируемости доминирующего давления
3.2. Четыре уравнения, следующие из неразрывности потоков
через границы сопряженных областей мозаичного фрагмента
3.3. Уравнение, связывающее неизвестные коэффициенты с радиальным расходом газа через профилированную зону
общей модели
3.4. Вывод дифференциального уравнения, определяющего закон изменения давления в профилированной зоне общей модели
3.5. Алгоритм составления дифференциального уравнения
для общей модели
3.6. Вид общего уравнения в случае, когда спиральные канавки выполнены только на верхней рабочей поверхности
3.7. Вид общего уравнения в случае, когда спиральные канавки выполнены только на нижней рабочей поверхности

3.8. Вид общего уравнения в случае, когда обе рабочие поверхности содержат идентичные спиральные канавки
3.9. Исследование общей модели газодинамического подпятника с закрытым центром и безрасходного уплотнения
со спиральными канавками
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
4. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИНАРНЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДПЯТНИКОВ
4.1. Вычисление момента сопротивления профилированной зоны бинарного подпятника
4.2. Сравнительная оценка момента сопротивления
бинарного и парциального подпятников
4.3. Момент сопротивления бинарного подпятника
со сходящимся потоком газа
4.4. Нахождение момента сопротивления профилированной зоны общей модели плоского подпятника со спиральными канавками разной глубины на обеих рабочих поверхностях
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
5. ТЕОРИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ СО СПИРАЛЬНЫМИ КАНАВКАМИ, УЧИТЫВАЮЩАЯ
ЭФФЕКТЫ СКОЛЬЖЕНИЯ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОРЯДКОВ
5.1. Уравнения Рейнольдса в локальной системе отсчета, условия проскальзывания и скорости частиц в слое
5.2. Определение локальных массовых расходов смазки
в сопряженных областях мозаичного фрагмента
5.3. Уравнения, следующие из неразрывности потоков через внутренние границы мозаичного фрагмента
5.4. Выражение радиального расхода газа через активную зону
общей модели
Пусть РХ,Р2,РЪ - безразмерное давление в соответствующих областях, а Р - безразмерное доминирующее давление, очищенное от подъемов и спадов в пределах мозаичного фрагмента и зависящее только от радиальной координаты. Если Р„Р2 и Р2 аппроксимировать линейными функциями
Рх = Р + а3х + й,г?, Р2 = Р + агх + Ъ-рд, Р3 = Р + агХ + Ъъ-& , (2.2)
то вследствие четности Р1 и Р3 относительно г?, коэффициенты Ъ2 и Ь3 должны
быть приравнены нулю и линейная аппроксимация оказывается такой
Р3=Р + а1Х, Р2=Р + а1х + Ь21}, Р} = Р + агХ- (2.3)
В пределах мозаичного фрагмента коэффициенты а1, а2, Ь2 и аг
являются константами, но при изменении координаты р0 точки О эти коэффициенты тоже меняют свое значение.
Пусть п — число канавок на одной поверхности. Тогда
'Утт 2л
ВБ = —г, СА = BDtgy

ВБ = — ВО = —г, ?A = -AC = -rtgч/, 2 п 2 п
(2.4)
где у/- угол наклона канавок к скорости скольжения (угол атаки).
Пусть теперь <р3 и ч>2 — углы, на которые приходится повернуть вокруг оси модели шаблон при вычерчивании границ канавки и выступа соответственно. Тогда
ЬЕ = <р/, Е,Ь, = ВМ = (р2г^
OA = LEtgч/ = CO=^E.^Lltgч/ = cp2rtgl|/.
Поскольку