Static characteristics of 3-lobe journal bearings with different lobes of geometry

• Autorzy: Strzelecki Stanisław , Olbrzymek Dominik , Olbrzymek Jakub

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.9438

Warianty tytułu

PL

Charakterystyki statyczne 3-powierzchniowych łożysk ślizgowych z segmentami różnej geometrii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The 3-lobe journal bearings have found application in high-speed bearing systems. The bearing design and the number of lobes and oil grooves ensure good cooling conditions for the bearings. These bearings can be manufactured as bearings with cylindrical, non-continuous operating surfaces separated by six lubricating grooves, bearings with a pericycloid shape of bearing bore and Offset ones. This paper presents the results of the computation of static characteristics of the 3-lobe journal bearing with the lobes of different geometry. The conditions of an aligned axis of the journal and sleeve and the static equilibrium position of the journal were assumed. Different bearing length-to-diameter ratio values and relative and lobe relative clearance were considered. Reynolds' energy and viscosity equations were solved by means of an iterative procedure. Adiabatic oil film and laminar flow in the bearing gap were considered. It was stated that different lobe geometries generate changes in the characteristics of bearings.

PL

Łożyska ślizgowe 3-powierzchniowe stosowane są w układach łożyskowania o dużej liczbie obrotów. Konstrukcja tych łożysk i liczba powierzchni ślizgowych oraz rowków smarowych zapewniają dobre warunki chłodzenia. Łożyska te mogą być wykonywane z segmentami o powierzchni kołowej, zarysie nieciągłym lub ciągłym; z przesuniętymi segmentami a powierzchnie ślizgowe są oddzielone rowkami smarowymi. W artykule przedstawiono obliczenia charakterystyk statycznych łożysk 3-powierzchniowych z segmentami o różnej geometrii pracujących w warunkach równoległych osi czopa i panewki i statycznego położenia równowagi czopa. Założono różne wartości względnej długości łożyska, luzu łożyskowego i względnego luzu segmentu. Równanie Reynoldsa, energii i lepkości rozwiązano metodą różnic skończonych autorskim kodem numerycznym. Przyjęto adiabatyczny i laminarny model przepływu środka smarowego w szczelinie smarowej.

Słowa kluczowe

EN

multilobe journal bearings; lobe geometry; static characteristics

PL

smarowanie hydrodynamiczne; wielopowierzchniowe łożyska ślizgowe Offset; charakterystyka statyczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 3
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Strzelecki Stanisław

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

autor

Olbrzymek Dominik

• LEDO S.c., Łódź, Poland

autor

Olbrzymek Jakub

• LEDO S.c., Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Someya T.: Journal-Bearing Databook, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg 1989.
• 2. Strzelecki S.: Journal Bearings. Identification of the Operating Characteristics of Multilobe, Hydrodynamic Radial Bearings, Publishing House of the Silesian Univ. of Technology, Gliwice 2021.
• 3. Pinkus O.: Thermal Aspects of Fluid Film Tribology, Suffolk, Mech. Engrs., Publications Limited, ASME Press Series, 1991.
• 4. Strzelecki S.: An Effect of Lobe Profile on the Load Capacity of 2-Lobe Journal Bearing. Chinese Academy of Sciences, Mathematics Physics Astronomy. Series A Vol. 44, Supplement, August 2001. Science in China Press, pp. 94–100.
• 5. Dimofte F.: Wave Journal Bearing with Compressible Lubricant – Part I: The Wave Bearing Concept and a Comparison to the Plain Circular Bearing, Tribology Transactions 1995, Vol. 38, pp. 153–160.
• 6. Dettmar D., Kühl S., at al.: Advancement of a radial journal bearing for highest load capacity for big steam turbines for power generation. 7th IFToMM- Conference on Rotor Dynamics, September 25–28, Vienna 2006.
• 7. DeCamillo S.: Current issues regarding unusual conditions in high-speed turbomachinery. 5th EDF&LMS Workshop “Bearing Behaviour Under Unusual Operating Conditions”. SP2MI-Futuroscope – 5 October, 2006. University of Poitiers, France. A.1 – 1.10.
• 8. Neale M.J.: The Tribology Handbook. Butterworth- Heinemann, Oxford 1995.
• 9. Olszewski O., Kiciński J., Strzelecki S.: Study on the applied solutions of main turbine bearings with the determination of the development direction of their design Part. I and II, Gdańsk University of Technology. November 1996. For the ABB Zamech, 1996 (in Polish).
• 10. Strzelecki S.: Multilobe journal bearings with different lobes geometry, 2018 (Author investigations – unpublished).
• 11. Strzelecki S.: Floating ring journal bearings of multilobe design in turbochargers. Scientific Automotive Conference KONMOT-2018. Sept. 13–14th, 2018 Krakow, Poland. Book of Abstracts, 2018, pp. 394–396.
• 12. Strzelecki S.: Dynamic characteristics of 4-lobe journal bearing with partial sliding surfaces, Warsaw University of Technology. Institute of Machine Design. XXIV FRENCH – POLISH MECHANICS SEMINAR. 17th of October 2016. MACHINE DYNAMICS RESEARCH, Vol. 36, No. 2, pp. 71–78.
• 13. Strzelecki S.: Effect of the sleeve profile on the stability of rotor operating in multilobe journal bearings. Proceedings of XXVII Symposium on Vibrations in Dynamical Systems, Vol. XXVII, 2016, pp. 339–346.
• 14. Ghoneam S.M., Strzelecki S.: Thermal Problems of Multilobe Journal Bearings Tribosystem. International Tribology Conference AIMETA, Rome, Italy 2004, pp. 533–540.
• 15. Strzelecki S., Socha Z.: Operating temperatures of the bearing system of grinding spindle, Tribologia 2010, nr 2 (236), pp. 157–167.
• 16. Strzelecki S.: Thermal Performances of 2-Lobe Journal Bearings, Tribologia 2007, No. 1 (211), pp. 185–198.
• 17. Strzelecki S., Brito G.C.Jr.: Power loss of tilting multi-pad, large overall dimensions journal bearings, Machine Dynamics Problems 2008, Vol. 32, No. 1, pp. 88–96.
• 18. Strzelecki S., Czaplicki Z.: Application of Multilobe Journal Bearings in the Design of Needle Punching Machine. 47th Textile Research Symposium. Book of Abstracts, Liberec, Czech Republic, The Textile Machinery Society of Japan TMSJ 2019, pp. 122–123.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).