Prospects of decreasing power losses in a hydrostatic thrust bearing

• Autorzy: Wasilczuk F. , Wasilczuk M. , Wodtke M.

Warianty tytułu

PL

Możliwość zmniejszenia strat tarcia w hydrostatycznym łożysku wzdłużnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In numerous machines, axial load is carried by tilting pad thrust bearings known since the beginning of 20th century. These bearings are commonly bath lubricated, which is simple, does not require any additional pumps, and, due to this, such systems are highly reliable. In a contemporary technology, however, minimization of friction losses became an important goal of machinery improvement. Calculations based on elementary rules of fluid dynamics show that shearing losses in a specially designed hydrostatic bearing can be considerably smaller than the losses in a tilting pad hydrodynamic bearing. The aim of the research described in this paper was to check if the preliminary results can also be confirmed with the use of more advanced CFD calculations.

PL

W wielu maszynach przenoszenie obciążeń osiowych umożliwiają znane od ponad 100 lat hydrodynamiczne łożyska wzdłużne z wahliwymi segmentami. Smarowanie tych łożysk bardzo często jest smarowaniem zanurzeniowym, niewymagającym zastosowania dodatkowych pomp, co jest zaletą z punktu widzenia niezawodności. We współczesnej technice ograniczanie strat tarcia stało się istotnym kierunkiem doskonalenia konstrukcji maszyn. Obliczenia przeprowadzone w oparciu o podstawowe prawa mechaniki płynów wskazują, że w specjalnie zaprojektowanym łożysku hydrostatycznym można uzyskać znaczące ograniczenia strat tarcia w porównaniu do łożyska hydrodynamicznego. Obiecujące wyniki skłoniły autorów do przeprowadzenia dokładniejszych obliczeń strat tarcia w łożysku hydrostatycznym za pomocą CFD (Obliczeniowej Dynamiki Płynów). Wyniki tych obliczeń zostały w artykule porównane do znanych z literatury danych dotyczących strat w hydrodynamicznych łożyskach wzdłużnych z wahliwymi klockami.

Słowa kluczowe

EN

hydrostatic thrust bearing; friction losses; hydrodynamic thrust bearing

PL

hydrostatyczne łożysko wzdłużne; straty tarcia; hydrodynamiczne łożysko wzdłużne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 91--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wasilczuk F.

• Institute of Fluid – Flow Machinery Polish Academy of Sciences, ul. Fiszera 14, 80-231 Gdańsk, Poland; Doctoral Studies, Faculty of Mechanical Engineering, Gdańsk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

autor

Wasilczuk M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Polska

autor

Wodtke M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. Wasilczuk M.: Friction and Lubrication of Large Tilting-Pad Thrust Bearings. Lubricants 2015, 3, 164–180; doi:10.3390/lubricants3020164.
• 2. Abramovitz S.: Using Hydrostatic Bearings as “Lifts” in Hydroturbines. Hydro Rev. 2000, 19, pp. 38–47.
• 3. Dąbrowski L., Wasilczuk M.: Hydrostatic lift used in a steady state operation of a water turbine thrust bearing, Nordtrib 2006.
• 4. Ettles C.M.M., Seyler J., Bottenschein M.: Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydro-generators. Transactions of the ASME, Journal of Tribology, Vol. 125 (2003), p. 824–832.
• 5. Wasilczuk M.: Wielkogabarytowe hydrodynamiczne Łożyska wzdłużne – (Large hydrodynamic thrust bearings – in Polish);Wydawnictwo ITeE: Radom, Poland, 2012, p. 151.
• 6. Rippel H.: Projektirowanije gidrostaticzeskich podszipnikow (Design of hydrostatic bearings – in Russian translated from English). Izdatielstwo Maszinostrojenie , Moscow, Soviet Union, 1967, p. 16.
• 7. Dąbrowski L., Wasilczuk M.: Influence of hydrostatic pump operation period on performance of a thrust bearing of a 125 MW pump-turbine. Mecanique Ind. 2004, 5, 3–9.
• 8. Wasilczuk M., Wodtke M., Braun W.: Centrally Pivoted Tilting Pad Thrust Bearing with Carbon-Based Coated Collar–Experimental Results of Low- and Medium-Speed Operation. Tribology Transactions, vol. 58 (nr 5), 2015, s. 882–893.
• 9. Menter F.R., Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal. 32(8). 1598–1605. August 1994.
• 10. Wodtke M., Olszewski A., Wasilczuk M.: Application of the fluid-structure interaction technique for the analysis of hydrodynamic lubrication problems. Proc IMechE, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2013, vol. 227 (8), s. 888–897.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).