Расчёт осевых лепестковых газодинамических подшипников

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Ввывод
Предполагается, что разрабатываемое технологическое оборудование должно быть протестировано на предмет соответствия международным стандартам. После типового одобрения такого оборудования будет разрешена его установка на суда. Процедуры типового одобрения и проверок такого оборудования еще необходимо разработать.
В этой связи нельзя не отметить, что многие фирмы-разработчики морского оборудования уже выбросили на рынок всякого рода установки для обработки балласта. Группа GloBallast предостерегает правительства, разработчиков, судостроителей и судовладельцев о необходимости быть крайне осторожными в вопросах оценки и применения нового оборудования по альтернативной обработке балласта. Это связано с тем, что после принятия ИМО определенных стандартов в отношении такого оборудования, оно может легко оказаться вне пределов требований, предъявляемых к нему. Таким образом, существующие сегодня установки могут быть только экспериментальными или опытными образцами для изучения их возможностей, но никак не промышленной продукцией.
ЛИТЕРАТУРА
5. 1st International Ballast Water Treatment Standards Workshop Report. IMO London 2001
6. Alien invaders — putting a stop to the ballast water hitch-hikers. Focus on IMO. London 1998
7. Ballast Water News // Issue 1. April — June 2000. IMO, London
8. Ballast Water News // Issue 2. July — September 2000. IMO, London
9. Ballast Water News // Issue 3. October — December 2000. IMO, London
10. Ballast Water News // Issue 4. January — March 2001. IMO, London
11. Ballast Water News // Issue 5. April — June 2001. IMO, London
12. Ballast Water News // Issue 6. July — September 2001. IMO, London
13. Ballast Water News // Issue 7. October — December 2001. IMO, London
14. Ballast Water News // Issue 8. January — March 2002. IMO, London
15. Ballast Water News // Issue 9. April — June 2002. IMO, London
16. Ballast Water News // Issue 10. July — September 2002. IMO, London
17. Ballast Water News // Issue 11. October — December 2002. IMO, London
18. Dr Donald Liu & quot-Ballast Water Exchange. Structural Safety Concerns& quot- // Seaways. February
2000
19. Experimental Ballast Water Management Systems. Lloyd'-s List. August 10, 2001
20. IFSMA — Newsletter No. 29 December 2000
21. IFSMA — Newsletter No. 30 March 2001
22. IFSMA — Newsletter No. 32 September 2001
23. J.A. Hamilton & quot-Ballast Water Management& quot- // Seaways. April 1997
24. Ken Wheaton & quot-Unwanted Lifeforms: Uneasy Fix& quot- // Marine Log. January 2000
25. Pat Mitchell & quot-Ballast Water Management& quot-// Video & amp- support material. London 2001
26. Practical solutions to new ballast water legislation. The Naval Architect. January 2001
27. Report of the Marine Environment Protection Committee on it'-s 46 session. London 2001
28. Regional Tanker Ballast Water Management & amp- Technologies. Seminar papers. 16−18 December 2002. Dubai, UAE
Самсонов A.A., Самсонов А. И. РАСЧЁТ ОСЕВЫХ ЛЕПЕСТКОВЫХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКОВ
Для многих турбомашин перспективны подшипники на газовой смазке, в которых повышенное давление в смазочном слое и несущая способность возникают благодаря вязкости газа и его движению в тонком слое переменной толщины при относительном движении поверхностей, образующих этот слой. Из множества типов данных подшипников именно для турбомашин, на наш
взгляд, наиболее подходят лепестковые газодинамические подшипники (ЛГП), так как при использовании ЛГП допустимы как меньшая точность изготовления, так и большая величина несоосности корпусов подшипников. ЛГП имеют пониженную чувствительность к пыли и грязи. При увеличении давления в смазочном слое податливая поверхность упруго отжимается от вала, а при уменьшении давления она возвращается обратно.
На рис. 1 схематично изображен профиль рабочей поверхности одного сектора осевого газодинамического подшипника с податливой рабочей поверхностью. Как видно из рисунка, сектор можно условно разделить на три участка: участок постоянного максимального зазора 0& lt-9<-90, наклонный участок 90& lt-в<-в1 и участок подложки #/& lt-#<-/?.
3
Э/
ноитыр рд& amp-смет поверхиости ^ до деформации
ь.
после деформации
Рис. 1. Профиль смазочного слоя (развертка сечения при некотором г=согаг) одного сектора осевого газодинамического подшипника с податливой рабочей поверхностью.
Конструктивные схемы ЛГП, рассматриваемых в настоящей работе показаны на рис. 2 и 3. В случае поверхности с гофрированной подложкой выражение для деформации лепестка^ известно [1]:
2(р-ра)В (-у2)Ь3
5. =-
Ее
где В — шаг гофр- Ь — полуширина гофра- / - толщина ленты подложки- Е материала подложки- V — коэффициент Пуассона материала подложки.
(1)
модуль упругости
пята вала
депестои

Рис. 2. Конструктивная схема газодинамического подшипника с податливой рабочей поверхностью и гофрированной подложкой.
пята вала
лепесток


ч

подложка
КОРПУС
Рис. 3. Конструктивная схема газодинамического подшипника с податливой рабочей поверхностью и подложкой в виде пластинчатых упругих элементов.
В случае подложки с пластинчатыми упругими элементами выражение для 5″ можно получить, используя методы сопротивления материалов. При этом пластинчатый элемент представляется балкой-консолью с одним жёстко защемлённым концом. Второй конец балки нагружен сосредоточенной нагрузкой F=(p-pa)-S-cos (a), где S площадь опоры, соответствующая одному элементу. В итоге
4(р- ра) ВЬъ cos2 а
8=8 cos" =
Et}
(2)
Здесь Ь — длина пластинчатого элемента (см. рис. 3).
При вычислениях однако удобнее пользоваться величиной податливости поверхности, связанной с 3″ следующей формулой:
8.
(3)
с =


-1
Ра
Тогда для гофрированной подложки имеем:
с =
2paBL\-v2) Et3h,
а для подложки с пластинчатыми элементами:
С =
4paBL3 cos2 or Et3hn
(4)
(5)
r 5r
ph3r — dry
(6)
При общепринятых в теории газовой смазки допущениях уравнение распределения давления в смазочном слое осевого подшипника имеет вид [2]:
1 д (, др 1 д (, дрЛ г д (рк)
1- рп -1- =6и& lt-а у.
2 дв{ дв] дв
р = ра, на границах исследуемой области).
Поскольку найти аналитическое выражение для решения уравнения (6) не представляется возможным, для расчёта давления в смазочном слое приходится прибегать к численным методам. Решая численно данное уравнение можно получить эпюру давлений в смазочном слое с определённой геометрией границ и узнать несущую способность подшипника, момент и мощность трения.
В рассматриваемом ЛГП одна граница слоя ровная, вторая состоит из гибких лепестков, конфигурация которых и влияет на геометрию самого слоя. При движении одной границы в ЛГП, из-за возникающего в смазочном слое давления, упругие лепестки образующие другую границу начинают деформироваться, что с одной стороны обеспечивает безопасную работу подшипника при очень малой толщине смазочного слоя, а с другой приводит к изменению геометрии зазора и как следствие изменению распределения давления в слое. Уравнение газовой смазки кроме неизвестной функции давления р содержит еще и функцию толщины смазочного слоя к. В подшипниках с жесткими рабочими поверхностями толщина И — некоторая известная, наперед заданная функция, зависящая от координат и возможно времени (нестационарный случай). В случае подшипника с податливой рабочей поверхностью обе функции — к и р взаимосвязаны.
Следовательно, путём решения только уравнения (1) нельзя узнать ни эпюру давлений реального ЛГП, ни несущую способность подшипника. Для получения приемлемых результатов в математическую модель ЛГП помимо уравнения (6) необходимо добавить уравнения расчёта прогиба лепестков.
h =
К, о& lt-е<-в0-
о)
/
h —
{в-в0), в0& lt-в<-вх
(7)
h2 + Ch2

А
Тогда алгоритм расчёта будет выглядеть следующим образом:
1. 2.
3.
лепестков.
4.
решённой.
Задаём начальную форму зазора Ф30, точность с1, ?=0. Решаем уравнение (6) для формы зазора ФЗ,.
Решаем уравнение (7) и определяем новую форму зазора ФЗ|+1 после деформации Если || ФЗ,+1 — ФЗ, ?| & gt- (1 тогда 1=1+1 и возврат к шагу 2 иначе считаем задачу
ЛИТЕРАТУРА
1. Analysis of gas lubricated compliant thrust bearings. Hesmat H.W., Walowit I.A., Pincus O. /Trans. ASME. J. Lubric. Tecnol. 1983, 105 № 4. P. 638−646.
2. Константинеску В. H. Газовая смазка. -М.: Машиностроение 1968. 718 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой