Calculations of tilting-pad thrust bearings

• Autorzy: Murdzia Edward , Strzelecki Stanisław

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.8366

Warianty tytułu

PL

Obliczenia łożysk ślizgowych wzdłużnych z segmentami wahliwymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of thrust bearings in different engineering designs generates problems of thermal state, which generates the wear of the fixed or tilting pads of bearings. These problems can be avoided by means of proper methods and numerical algorithms of calculations of the bearing static characteristics, including the maximum oil film temperature. The knowledge of thermal state of bearings should assure safe, reliable, and durable bearing operation and is important for the designers of thrust bearings. This paper presents the results of calculations of some static characteristics of a tilting-pad thrust bearing, including its maximum oil film temperature. Numerical solution by means of finite differences was applied for the solution of geometry, Reynolds, energy, and viscosity equations. Adiabatic oil film laminar flow in the bearing gap was considered. The developed code of the computation of bearing performances creates a tool that leads to the solution of thermal problems. Different values of operating speeds were assumed.

PL

Stosowanie ślizgowych łożysk wzdłużnych wiąże się z problemami stanu cieplnego i zużycia stałych lub wahliwych segmentów łożyska. Zastosowanie odpowiednich metod obliczeniowych i algorytmów numerycznych charakterystyk statycznych łożyska włącznie z maksymalną temperaturą filmu smarowego pozwala na uniknięcie problemów eksploatacyjnych. Znajomość stanu cieplnego łożyska powinna zapewnić bezpieczną, niezawodną, trwałą jego eksploatację oraz jest ważna dla konstruktorów łożysk wzdłużnych. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń niektórych charakterystyk statycznych łożyska wzdłużnego z segmentami wahliwymi. Podstawowe równania teorii smarowania hydrodynamicznego Reynoldsa, energii i lepkości oraz geometrii rozwiązano metodą iteracyjną. Opracowany algorytm obliczeń numerycznych łożyska z nieizotermicznym filmem smarowym stwarza narzędzie pozwalające na rozwiązywanie problemów cieplnych łożysk wzdłużnych. Założono różne wartości prędkości obrotowych. Przyjęto adiabatyczny, laminarny model filmu smarowego.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic lubrication; thrust bearings; static characteristics

PL

smarowanie hydrodynamiczne; łożyska wzdłużne; charakterystyka statyczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 4
• Strony: 27--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Murdzia Edward

• Scientist emeritius Research Institute of Textile MAchinery, Łódź, Poland

autor

Strzelecki Stanisław

• https://orcid.org/0000-0001-5030-5249

Bibliografia

• 1. Idzikowski M.: Effect of the surface macrogeometry on the operation of axial thrust bearing. Ph. D. Thesis. Lodz University of Technology. Łódź. 1976.(in Polish).
• 2. Kusmierz L.: Analysis of elastic deformations of tilting pads on the operating characteristics of axial thrust bearing. Ph. D Thesis. Lodz University of Technology. Łódź. 1980. (in Polish).
• 3. Murdzia E.: Theromhydrodynamic characteristics of thrust bearing. Ph. D. Thesis. Lodz University of Technology. Lodz. 1980 (in Polish).
• 4. Wasilczuk M.: Large overall dimensions axial thrust bearings. Radom: Scientific Publisher House of the Institute of Technology and Exploitation. 2012 (in Polish).
• 5. Rathish Kumar R.B., Yamaguchi T.Y., Himeno R.A.: THD Analysis of High-Speed Slider Bearing with Injection. Synopses of the International Tribology Conference Nagasaki, 2000. 3P1-7.
• 6. Glavatski S.B., Fillon M.: TEHD Analysis of Tilting-Pad Thrust Bearings – Comparison with Experimental Data. Synopses of the International Tribology Conference Nagasaki, 2000. 4E1-1.
• 7. Murdzia E., Strzelecki S.: Computer program of the computation of tilting-pad thrust bearings. 2020.
• 8. Fillon M., Wodtke M., Wasilczuk M.: Effect of presence of lifting pocket on the THD performance of a large tilting-pad thrust bearing. Journal of Friction and Wear, 3(4), 2015, pp. 266–274.
• 9. Wodtke M., Schubert A., Fillon M., Wasilczuk M., Pajączkowski P.: Large hydrodynamic thrust bearing: Comparison of the calculations and measurements. PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART J-JOURNAL OF ENGINEERING TRIBOLOGY,228, 2014. 974-983. https://doi.org/10.1177/1350650114528317.
• 10. Wasilczuk M., Wodtke M., Dąbrowski L.: Field Tests on Hydrodynamic and Hybrid Operation of a Bidirectional Thrust Bearing of a Pump-Turbine. Lubricants, Vol. 5, 2017, nr. 4, pp. 1–13.
• 11. Wodtke M., Fillon M., Schubert A., Wasilczuk M.: Study of the Influence of Heat Convection Coefficient on Predicted Performance of a Large Tilting-Pad Thrust Bearing. JOURNAL OF TRIBOLOGYTRANSACTIONS OF THE ASME. -Vol. 135, 2013, Iss. 2, pp. 1–11.
• 12. Fillon M., Wodtke M., Wasilczuk M.: Effect of presence of lifting pocket on the THD performance of a large tilting-pad thrust bearing. Journal of Friction and Wear. -Vol. 3, 2015. Iss. 4, , pp. 266–274.
• 13. Chmielowiec-Jabłczyk M., Schubert A., Kraft C., Schwarze H., Wodtke M., Wasilczuk M.: Improvement of the thrust bearing calculation considering the convectional heating within the space between the pads. 16th EDF/Pprime Workshop: Behaviour of journal and thrust bearings under transient and mixed lubrication regime. 2017, pp. 1–12.
• 14. Rotta G., Wasilczuk M.: Modeling lubricant flow between thrust-bearing pads. TRIBOLOGY INTERNATIONAL. Vol. 41, 2008. Iss. 9-10, , pp. 908–913.
• 15. Bouyer J., Wodtke M., Fillon M.: Experimental research on a hydrodynamic thrust bearing with hydrostatic lift pockets: Influence of lubrication modes on bearing performance. TRIBOLOGY INTERNATIONAL. Vol. 165, 2022. Article 107253.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).