Reliability aspects of the effect of application 2% and 8% ferro-oil as a lubricant in a slide journal bearing on its operating parameters

• Autorzy: Frycz Marcin

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2020-0006

Warianty tytułu

PL

Niezawodnościowe aspekty wpływu zastosowania 2% lub 8% ferro-oleju jako środka smarnego w poprzecznym łożysku ślizgowym na jego parametry eksploatacyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this paper is to determine the impact of using ferro-oil with 2% or 8% concentration of the magnetic particles as the lubricant of the slide journal bearing on its operating parameters regarding the reliability aspect. There has been presented an analytical and numerical calculation model based on experimentally determined physical quantities describing the dependence of viscosity of ferro-oil on fundamental parameters in the paper. Numerical calculations were performed by solving the Reynold’s type equation using the finite difference method using Mathcad 15 and own calculation procedures.

PL

Celem niniejszej pracy jest określenie jaki wpływ na zmianę parametrów eksploatacyjnych łożyska ślizgowego w aspekcie niezawodności może mieć zastawanie jako środka smarnego ferro-oleju o 2% lub 8% stężeniu cząstek magnetycznych. W pracy został przedstawiony analityczno-numeryczny model obliczeniowy bazujący na eksperymentalnie wyznaczonych fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy. Obliczenia numeryczne wykonano rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych.

Słowa kluczowe

EN

slide journal bearing; ferro-oil; operating parameters; reliability

PL

poprzeczne łożysko ślizgowe; ferroolej; parametry eksploatacyjne; niezawodność

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 50, iss. 1
• Strony: 77--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Frycz Marcin

• Gdynia Maritime University (Uniwersytet Morski w Gdyni)

Bibliografia

• 1. Anioł P., Frycz M.: Impact of magnetic particles concentration in ferro-oil on its magnetic susceptibility coefficient χ, Journal of KONES. Powertrain and Transport, Vol. 21, No. 4, 2014.
• 2. Astarita G., Marrucci G.: Principles of non-Newtonian Fluid Mechanics, McGraw Hill Co, London 1974.
• 3. Böhme G.: Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide, Teubner Studienbücher Mechanik, Stuttgart 1981.
• 4. Czaban A. Frycz M.: Models of viscosity characteristics η=η(B) of ferro-oil with different concentration of magnetic particles in the presence of external magnetic field, Journal of KONES. Powertrain and Transport, Vol. 21, No. 4, 2014.
• 5. Frycz M.: Researching and modeling of the dynamic viscosity of the ferro-oils with the different concentrations of magnetic particles in the aspect of pressure changes, Tribologia, Vol. 272, No. 2, 2017.
• 6. Frycz M.: The ferro-oils viscosity depended simultaneously on the temperature and magnetic oil particles concentration η=η(T,φ) – part I, Journal of KONES. Powertrain and Transport, Vol. 23, No. 2, 2016.
• 7. Frycz M.: Wpływ stężenia cząstek magnetycznych w ferrooleju na parametry przepływowe i eksploatacyjne poprzecznych łożysk ślizgowych, rozprawa doktorska, Wydział Mechaniczny UMG, 2018.
• 8. Hamrock B.J., Schmid S.R., Jacobson B.O.: Fundamentals of Fluid Film Lubrications, Marcel Deker, Inc., New York 2004.
• 9. Harada M., Yang W., Tsukazaki J., Yamamoto H.: Characteristics of Journal Bearings Lubricated With Ferro-Fluid. Applied Mechanics and Engineering, Vol. 4, 1999.
• 10. Hebda M., Wachal A.: Trybologia. WNT, Warszawa 1980.
• 11. Hori Y.: Hydrodynamic Lubrication, Springer, Tokyo 2006.
• 12. Hsu T.Ch., Chen J.H., Chiang H.L., Chou T.L.: Lubrication performance of short journal bearings considering the effects of surface roughness and magnetic field, Tribology Letters, Vol. 61, 2013.
• 13. Ilg P., Kroger M., Siegfried H.: Structure and rheology of model-ferrofluids under shear flows, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 289, 2005.
• 14. Jaźwiński J. Ważyńska-Fiok K.: Bezpieczeństwo systemów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
• 15. Kiciński J.: Hydrodynamiczne poprzeczne łożyska ślizgowe, Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk 1996.
• 16. Ma Y.-Y., Wang W.-H., Cheng X.-H.: A study of dynamically loaded journal bearings lubricated with non-Newtonian couple stress fluids, Springer Verlag, Tribology Letters, Vol. 17, No. 1, 2004.
• 17. Migdalski J.: Zasady i strategie oddziaływań na niezawodność obiektów XXIII Zimowa Szkoła Niezawodności, Szczyrk 1995.
• 18. Miszczak A.: Analiza hydrodynamicznego smarowania ferrocieczą poprzecznych łożysk ślizgowych, Monografia. Fundacja Rozwoju Akademii Morskiej, Gdynia 2006.
• 19. Miszczak A.: Determination of variable pseudo-viscosity coefficients for oils with Rivlin-Ericksen preperties, Journal of KONES. Powertrain and Transport, Vol. 20, No.1, 2013.
• 20. Młyńczak M.: Tribologiczne aspekty niezawodności zespołów maszynowych na przykładzie łożyska ślizgowego, Raport nr 014/93 Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska 1993.
• 21. Osman T.A., Nada G.S., Safar Z.S.: Static and dynamic characteristic of magnetized journal bearings lubricated with ferrofluid, Tribology Letters, Vol. 34, 2001.
• 22. Osman T.A.: Misalignment effect on the static characteristics of magnetized journal bearing lubricated with ferrofluid, Tribology Letters, Vol. 11, 2001.
• 23. Patel N.S., Vakharia D., Deheri G.: Hydrodynamic journal bearing lubricated with a ferrofluids, Industial Lubrication and Technology, Vol. 69, 2017.
• 24. Prabhu B.S.: The Load Capacity of a Partial Journal Bearing with a Non-Newtonian Film. Wear, Vol. 40, No. 1/1976.
• 25. Tipei N.: Theory of lubrication with ferrofluids: application to short bearing. Transactions of the ASME, Journal of Lubrication Technology, Vol. 104, 1982.
• 26. Wang J., Kang J., Zhang Y., Huang X.: Viscosity monitoring and control on oil-film bearing lubrication with ferrofluids, Tribology International, Vol. 75, 2014.
• 27. Wierzcholski K.: Mathematical Methods of Hydrodynamic Theory of Lubrication, Politechnika Szczecińska, Monografia, nr 511, Szczecin 1993.
• 28. Wierzcholski K., Miszczak A.: Adhesion influence on the oil velocity and friction forces in cylindrical microbearing gap, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Vol. 45, 1(161), 2010.
• 29. Wierzcholski K., Miszczak A.: Równania hydrodynamicznej teorii smarowania cieczą o cechach modelu Rivlina Ericksena. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Vol. 31, 3(106), 1996.
• 30. Zhang C., Yi Z., Zhang Z.: THD Analysis of High Speed Heavily Loaded Journal Bearings Including Thermal Deformation, Mass Conserving Cavitation, and Turbulent Effects. Transactions of the ASME, Journal of Tribology, Vol. 122, 2000.
• 31. Zhang Z., Jiang X.: Analysis of Cylindrical Journal Bearing With Viscoelastic Bush. Transaction of the ASME, Journal of Tribology, Vol. 112, 1990.

Uwagi

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