Исследование опорных сегментных подшипников на водяной смазке для турбомашин

• Автор: Орлов, Олег Вячеславович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Краткий обзор по исследованию и применению водяной

смазки

1.1 Подшипники гидродинамического типа

1.2 Подшипники гидростатического типа

1.3 Выводы по главе 1

Глава 2. Применение подшипников на водяной смазке в конструкциях

2.1 Опыт конструирования и эксплуатации

2.1.1. Выбор конструкции подшипников

2.1.2. Этапы совершенствования конструкций комбинированных подшипников
2.1.3. Изделия КТЗ, в которых применены подшипники на водяной смазке
2.1.4. Анализ опыта эксплуатации и причин отказов подшипниковых узлов
2.2 Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальные исследования сегментного подшипника .
3.1 Конструкции испытательных установок
3.2 Методики и состав испытаний
3.3 Результаты исследований основных характеристик сегментных подшипников
3.3.1. Предельные разрушающие нагрузки
3.3.2. Нагрузочные характеристики
3.3.3. Расходы воды
3.3.4. Мощность трения
3.4 Анализ результатов испытаний
3.4.1. Сегментный подшипник 0160 мм
3.4.2. Покрытия и материалы пар трения

3.5 Выводы по главе
Глава 4. Создание методики расчета и конструирования подшипников
4.1 Вывод основных уравнений
4.1.1. Уравнение течения смазки в несущем слое
4.1.2. Уравнение течения во входном дросселе
4.1.3. Уравнение балансов расходов
4.1.4. Определение усилий, действующих на сегмент
4.1.5. Уравнение равновесия сегмента
4.1.6. Вывод зависимости толщины несущего слоя смазки при заданном положении шейки вала
4.1.7. Вычисление площади торцевого зазора
4.2 Алгоритм расчета
4.2.1. Метод расчета
4.2.2. Нахождение (X, У)
4.2.3. Нахождение и (X, У)
4.2.4. Вычисление расходов
4.2.5. Вычисление давлений Рмь Риг, Риз
4.2.6. Вычисление усилий на колодку гк и гвк и моментов

4.2.7. Определение диапазона варьирования углом
4.3 Программа расчета
4.3.1. Описание структуры программы
4.3.2. Инструкция по заданию исходных данных
4.3.3. Примеры расчета и расшифровка результатов
4.4 Сопоставление экспериментальных и расчетных данных
4.5 Выводы по главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение 1. Режимы испытаний покрытий
Приложение 2. Расчетные программы

99 99 101 104 107 109

ВВЕДЕНИЕ
Задаче создания быстроходных подшипников скольжения, смазываемых водой или другими маловязкими и немаслянистыми жидкостями, за последние годы посвящается большое количество исследований. Актуальность этой проблемы определяется в первую очередь тем, что её решение дает возможность использовать для смазки подшипников рабочую жидкость машины; это позволяет улучшить конструкцию многих механизмов.
В частности, для некоторых типов турбомеханизмов, работающих на воде и водяном паре, смазка подшипников водой позволяет упростить конструкцию и уменьшить габариты за счет устранения разделительных уплотнений и автономной системы смазки с баками, теплообменниками и пр. Важным преимуществом является радикальное решение проблемы пожарной безопасности, которая для энергоустановок высоких параметров приобретает большую остроту, в связи с чем уже давно делаются попытки применения синтетических негорючих масел и пр. Однако, установка подшипников вблизи рабочей зоны турбомашины делает их более подверженным тепловым деформациям.
На Калужском турбинном заводе подшипники с водяной смазкой начали применяться в конструкциях питательных насосов. Высокая компактность конструкций и простота достигаются за счет того, что подшипники смазываются протечками из насоса. Естественно, что при этом исключается возможность специальной очистки воды, поступающей на смазку подшипников. Между тем, питательная вода при работе омывает большие поверхности (котлов, подогревателей, деаэраторов, труб и др.) и содержит в себе большое количество мелких абразивных частиц, появляющихся при изготовлении и в результате коррозии и эрозии системы. Применительно к этим условиям на Калужском турбинном заводе уже в 1953г были разработаны конструкции подшипников, объединяющие гидродинамический и гидростатический эффекты. Для больших нагрузок за основу взята сегментная конструкция, которая хорошо компенсирует перекосы, повышает виброустойчивость и позволяет выбрать наилучшее соотношение
Рис. 21. Насос ТКН - 8.
Рис. 22. Насос ВПН-3.