Разработка метода расчета и экспериментальное определение характеристик радиальных сегментных газовых подшипников для тяжелых роторов ГТУ

• Автор: Бесчастных, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание
Введение
ГЛАВА 1 История развития и современное состояние газовой смазки
1.1 История и современное состояние теории подшипников на газовой смазке
1.2 Обзор примеров использования подшипников на газовой смазке
1.3 Современное состояние и перспективы развития газовой мазки
ГЛАВА 2 Теория газовой смазки применительно к задачам проектирования крупноразмерных роторных систем
2.1 Общие положения теория газовой смазки
Выводы
2.2 Оценка границ и определение критериев применения подшипников на
газовой смазке
2.2.1 Ограничения грузоподъемности
2.2.2 Ограничения точности формы
2.2.3 Работоспособность подшипников при пусках и остановах
Выводы
2.3 Определение критериев экономической целесообразности применения подшипников на газовой смазке
Выводы
ГЛАВА 3 Разработка методики расчета характеристик сегментных газовых подшипников
3.1 Численное моделирование процессов, происходящих в газовом слое сегмента подшипника
3.2 Определение главного вектора сил давления смазочного слоя и построение моментных диаграмм
3.3 Расчет грузоподъемности подшипников с различными способами подачи
воздуха в смазочный зазор
3.4 Грузоподъемность подшипников при п=

3.5 Методика расчета характеристик сегментных радиальных опор
Выводы
ГЛАВА 4 Экспериментальные исследования
4.1 Подшипниковый стенд
4.1.1 Статические испытания. Определение грузоподъёмности и жёсткости смазочного слоя при п=
4.1.2 Определение грузоподъемности подшипников при вращении вала. Сравнение экспериментальных данных с результатами численного моделирования
4.1.3 Моделирование потери несущей способности
Выводы
Г ЛАВА 5 Практическая реализация результатов исследований
5.1 Роторный стенд
5.2 Гибридный радиальный сегментный подшипник. Рекомендации
по проектированию.
5.3 Газотурбогенератор ГТД 1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Условные обозначения:
d - характерный размер в направлении оси ОХ (например, длина окружности подшипника или длина дуги сегмента);
L - осевая протяжённость подшипника; г - радиус вала;
ра - опорное давление - давление невозмущенной среды, окружающей подшипник (в частном случае атмосферное);
Но - средний зазор в сегменте подшипника;
Нех - зазор на входе в сегмент;
Нвых - зазор на выходе из сегмента;
[Hmin] - величина допустимого минимального зазора в подшипнике;
А = —- безразмерная характеристика подшипника или критерий Гаррисона; но Ра
х V п н
х = — ; р = — ; Н соответственно относительные текущие координата, давление и
d Ра Но
зазор;
хш - относительная координата центра равновесия эпюры давления смазочного слоя;
А — ~ - относительный входной зазор или фактор клиновидности; и О
е -величина эксцентриситета между осью вала и осью подшипника; с — средний радиальный зазор в подшипнике; е — относительный эксцентриситет; z - число сегментов в подшипнике;
Я= L/d — относительное удлинение;
V — скорость движущейся поверхности подшипника, в частности окружная скорость вала;

д(рН) д уН д Н3 др д Н3 др дН дН
дт +^СрТ'-)~ах(рІ2^аІ')-аІ(рЇ2^57') ~рр~дх+р а

В этом выражении плотность можно заменить давлением, принимая во внимание (9). Перенося множитель, содержащий вязкость в правую часть получим:
Последние два члена правой части, как правило, опускают, имея в виду следующие рассуждения. Выражение изъявляется скоростью сдавливания слоя смазки при поступательном движении наклоненной под углом а поверхности вдоль другой поверхности (рис. 10 а),
параллельно неподвижной поверхности и за некоторый промежуток времени переместится из положения 1 в положение 2. При этом элементарный столбик смазочного слоя получит приращение объема в виде заштрихованной области. «Сдавливание» в данном случае термин условный, так как в зависимости от направления перемещения поверхности объем элементарного столбика жидкости может уменьшаться, а может увеличиваться.
Так как в большинстве практических случаев наклоненная поверхность имеет скорость,

направленную вдоль наклона, то V— = 0(рис.10 б).
т.е.77—= 17іда. В этом случае поверхность движется со скоростью направленной

Рис. 10. Элементарный столбик в слое смазки.