Numerical Analysis of Operating Parameters of Hydrodynamic Thrust Bearings Lubricated with Magnetic Fluid

• Autorzy: Szczęch Marcin , Horak Wojciech , Tarasevych Yuliia

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.4764

Warianty tytułu

PL

Numeryczna analiza parametrów pracy hydrodynamicznych wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczą magnetyczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of numerical simulations (CFD) of hydrodynamic thrust slide bearings lubricated with magnetorheological (MR) fluid. The analyses were carried out to evaluate the influence of the rheological properties of the lubricant, as well as the geometry of the bearing's thrust pad surface. Bearing load conditions were considered on the key functional features of the system, i.e. axial force and torque. The paper presents a comparative analysis of various geometries of thrust bearings and points out possible functional features of hydrodynamic thrust bearings lubricated with fluids with controlled rheological properties.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych (CFD), hydrodynamicznych wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczą magnetoreologiczną (MR). Przeprowadzone analizy dotyczyły oceny wpływu właściwości reologicznych cieczy, sposobu ukształtowania powierzchni oporowej łożyska, jak również warunków obciążenia węzła tarcia na kluczowe cechy funkcjonalne układu, tj. siłę osiową oraz moment obrotowy. W pracy przestawiono analizę porównawczą różnych geometrii łożysk wzdłużnych oraz wskazano na możliwe do uzyskania cechy użytkowe wzdłużnych hydrodynamicznych łożysk ślizgowych smarownych cieczami o sterowanych właściwościach reologicznych.

Słowa kluczowe

EN

thrust slide bearing; CFD simulations; magnetorheological fluid; hydrodynamic lubrication

PL

łożysko ślizgowe wzdłużne; symulacje CFD; ciecz magnetoreologiczna; smarowanie hydrodynamiczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 3
• Strony: 43--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szczęch Marcin

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Mickiewicza Ave. 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Horak Wojciech

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Mickiewicza Ave. 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Tarasevych Yuliia

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Mickiewicza Ave. 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1.Rosensweig R.E.: Ferrohydrodynamics. Cambridge University Press, 1985.
• 2.Odenbach S.: Ferrofluids-magnetically controlled suspensions. Colloids and Surface, 217, 2003, pp. 171–178.
• 3.Vekas L.: Ferrofluids and Magnetorheological Fluids. Advances in Science and Technology, 54, 2008, pp. 127–136.
• 4.De Gans B.J., Duin N.J., Henricus T.M., Mellema J.: The influence of particle size on the magnetorheological properties of an inverse ferrofluid, Journal of chemical physics, 113(6), 2000, pp. 2032–2042.
• 5.Meng Z., Jibin Z., Jianhui H.: An analysis on the magnetic fluid seal capacity. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 303(2), 2006, pp. 428–431.
• 6.Olabi A.G., Grunwald S.: Design and application of magnetorheological fluid. Materials and Design. 28(10), 2007, pp. 2658–2664.
• 7.Frycz M., Miszczak A.: The friction force and friction coefficient in the journal sliding bearing ferrofluid lubricated with different concentrations of magnetic particles. Journal of KONES, 18(4), 2011, pp. 113–120.
• 8.Horak W., Salwiński J., Szczęch M.: The influence of selected factors on axial force and friction torque in a thrust bearing lubricated with magnetorheological fluid. Tribologia, 47(5), 2016, pp. 51–61.
• 9.Miszczak A.: Analysis of hydrodynamic lubrication of journal bearings. Foundation for the Development of the Gdynia Maritime University, Gdynia 2006.
• 10.Salwiński J., Horak W., Szczęch M.: Analiza możliwości zwiększenia nośności wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi. Mechanik: miesięcznik naukowo-techniczny, 86(12), 2013, pp. 28–35.
• 11.Salwiński J., Horak W.: Measurement of normal force in magnetorheological and ferrofluid lubricated bearings, Key Engineering Materials, 490, 2012, pp. 25–32.
• 12.Guldbakke J.M., Hesselbach J.: Development of bearings and a damper based on magnetically controllable fluids, Journal of Physics, 18(38), 2006, pp. 2959–2972.
• 13.López M.T., Kuzhir P., Durán J.D.G., Bossis G.: Normal stresses in a shear flow of magnetorheological suspensions: viscoelastic versus Maxwell stresses, Journal of Rheology, 54, 2011, p. 1119.
• 14.Farjoud A., Cavey R., Ahmadian M., Craft M.: Magneto-rheological fluid behaviour in squeeze mode. Smart Materials and Structures, 18(9), 2009, pp. 1–7.
• 15.Laun H.M., Gabriel C., Schmidt G.: Primary and secondary normal stress differences of a magnetorheological fluid (MRF) up to magnetic flux densities of 1 T. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanic, 148(1), 2008, pp. 47–56.
• 16.Miwa M., Harita H., Kaneko R., Ishizaki H.: Frequency characteristics of stiffness and damping. Effect of a ferrofluid bearing. Tribology Letters, 15(2), 2003, pp. 97–105.
• 17.Nagayaa K., Takedaa S.: Thrust bearing using a magnetic fluid lubricant under magnetic fields. Tribology International, 26(1), 1993, pp. 11–15.
• 18.Kuzhir P.: Free boundary of lubricant film in ferrofluid journal bearings. Tribology International, 41(4), 2008, pp. 256–268.
• 19.Szczęch M., Horak W.: Research into the influence of selected parameters on critical speed of thrust bearing with the magnetorheological fluid. Tribologia, 2, 2019, pp. 125–130.
• 20.Horak W., Szczęch M., Salwiński J.: Influence of pad geometry modification on the performance of thrust bearings lubricated with magnetorheological fluid. Tribologia, 2, 2018, pp. 29–35.

Uwagi

This work is financed by AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, research program No. 16.16.130.942.

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).