Теоретические основы расчета и динамика подшипников скольжения с парожидкостной смазкой

• Автор: Савин, Леонид Алексеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 342 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения, индексы и сокращения
Введение
1 Подшипники скольжения с парожидкостной см азкой
КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Условия работы и требования к опорам роторов
быстроходных криогенных турбомашин
1.2. Принципы моделирования, показатели работоспособности
и характеристики подшипников скольжения
1.3. Обзор исследований по рассматриваемой проблеме
1.4. Задачи, программа и объект исследований
2. Моделирование парожидкостных течений смазочного
МАТЕРИАЛА В ПОДШИПНИКАХ СКОЛЬЖЕНИЯ
2.1. Режимы течения двухфазной кипящей среды
2.2. Определение термодинамических и теплофизических свойств парожидкостного смазочного материала
2.3. Построение гетерогенной модели течения
2.4. Учет влияния турбулентности и критических течений
3. РАСЧЕТ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ В ПОДШИПНИКЕ СКОЛЬЖЕНИЯ
С ПАРОЖИДКОСТНОЙ СМАЗКОЙ
3.1. Количественные предпосылки расчета давлений
3.2. Расчетные схемы подшипников
3.3. Исходная система уравнений
3.3.1. Обобщенное уравнение Рейнольдса
3.3.2. Уравнение баланса энергий
3.3.3. Уравнение баланса расходов
3.4. Граничные условия и алгоритм расчета давлений
4. Задачи динамики подшипников скольжения
С ПАРОЖИДКОСТНОЙ СМАЗКОЙ
4.1. Характеристика динамической системы
«ротор-подшипник скольжения»
4.2. Расчет амплитудно-частотных характеристик
методом траекторий
4.3. Динамические характеристики парожидкостного смазочного слоя
и механизм возникновения вихревых движений
4.4 Колебания и устойчивость роторов на подшипниках скольжения
в условиях вскипания смазочного материала
5. Методы решения уравнений гидродинамики
при определении полей давлений
5.1. Процедурно-итерационные схемы решений
5.2. Конечно-разностная аппроксимация
5.3. Вариационные и проекционные методы
5.3.1. Метод квазилинеаризации
5.3.2. Структурно-региональный метод
5.3.3. Решение нестационарных задач полудискретным
методом. Галеркина
5.4. Области рационального применения методов при
решении прикладных задач
6. Экспериментальные исследования характеристик подшипников скольжения при смазке кипящей жидкостью
6.1. Программа опытных работ
6.2. Описание экспериментального стенда
6.3. Методика проведения опытов
6.4. Обработка результатов и сравнительный анализ
данных расчетов и опытов

7. Результаты исследований и рекомендации по проектированию высокоскоростных подшипников скольжения
7.1. Влияние геометрических и рабочих параметров на характеристики подшипников с парожидкостной смазкой
7.2. Работоспособность подшипников скольжения в условиях вскипания смазочного материала
7.3. Пакет прикладных программ, конструкции опорных узлов
и применение результатов работы
7.4. Последовательность расчета и рекомендации по проектированию
Заключение
Список ИСПОЛЬЗОВАННОЙ литературы
Приложения
Приложение 1. Описание интерфейса
Программные модули
Приложение 2. Разработанные конструкции опорных узлов
Приложение 3. Акты внедрения

Большинство работ по определению динамических характеристик подшипников скольжения базируется на принципе малых колебаний. В их числе можно назвать работы А.И. Белоусова, Д.Е. Чегодаева, Ю.А. Равико-вича [15-19], в которых выражения для динамической жесткости смазочного слоя представляются в виде коэффициентов статической жесткости и демпфирования. Действующие в подшипнике силы находятся гидравлическим путем с использованием эмпирических коэффициентов расхода. Метод используется как при ламинарном, так и при турбулентном режимах течения жидкости в гидравлическом тракте подшипника.
В работах Ю.А. Равиковича [20, 21] сформулированы основные принципы, и на их основе выработана методология проектирования роторных систем высокоскоростных турбомашин на подшипниках скольжения с жидкостной и газовой смазкой. Рассмотрены динамические модели подшипников различных видов с жесткой фиксацией втулки и упругодемпферного подшипника. Исследована устойчивость динамической системы «ротор-опора» с использованием теории малых колебаний. Анализ устойчивости проведен на основании решения характеристических уравнений. Разработана методика расчета динамики роторов при больших эксцентриситетах в опорах с учетом влияния нелинейных эффектов. При этом решение задачи колебаний основана на методе гармонической линеаризации. Сделаны рекомендации по проектированию роторных систем, обеспечивающих высокие пороги устойчивости в отношении вынужденных и самовозбуждающихся колебаний.
Исследованию вынужденных колебаний и устойчивости роторов на подшипниках скольжения с жидкостной и газовой смазкой посвящены работы Э.Л. Позняка [22, 23]. Рассматриваются малые по сравнению с радиальным зазором перемещения центра шипа относительно точки на кривой подвижного равновесия. Дополнительные силы, возникающие при отклонении от равновесного состояния, представляются как линейные функции переме-