Modelowanie szczeliny smarowej i przepływu smaru w łożysku z czopem z powierzchniową warstwą dwuskładnikową.

• Autorzy: Sęp J.

Warianty tytułu

EN

Modelling bearing interspace and lubricant flow within bearing having two-component surface layer journal.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model nieskończenie długiego łożyska z czopem z powierzchniową warstwą dwuskładnikową. Dla rozważanego modelu dobrano i rozwiązano metodą elementów skończonych równania opisujące przepływ smaru. Z powodu nietypowej geometrii szczeliny smarowej do opisu przepływu wykorzystano równanie Naviera-Stokesa. Stwierdzono istotne różnice w rozkładach ciśnienia oraz prędkościach przepływu smaru dla rozważanych modeli łożysk.

EN

Sensitivity to contamination of the bearing with two-component surface layer journal is about one fifth that the case of the conventional bearing. Decrease in wear rate that has been found during tests, results probably from removing contaminants from the friction contact zone, cause by the specific shape of the journal sliding surface. Non-typical geometry of the oil clearance in the case of the bearing with two-component surface layer journal, likely to create a flow phenomena in the lubricating film which assist the removal of contaminants. In order to identify flow phenomena in the lubricating film a infinite long model of the bearing under consideration has been created, and equations that describe oil flow have been selected. The system of Navier-Stokes equations should be solved (because geometry of this problem does not allow us to introduce some simplifications that lead to the Reynolds equation) in order to determine the oil flow velocity and pressure distribution in the oil film. The depth of the recesses in the bearing pivot surface is by one order of magnitude larger than the minimum thickness of the oil film. Equations were solved by finite element method. It has been stated that there are differences both in pressure distribution and lubricant velocity profiles for considered bearing models. The maximum pressure in the oil film of the bearing having two-component surface journal was 6.42% less than maximum pressure in the conventional bearing oil film. On the other hand, the maximum oil flow velocity within the bearing with modified journal was 14.1% greater than maximum oil flow velocity within conventional bearing. The influence of above mentioned facts on contaminant motion in the friction contact zone will be investigated in the next stage of research.

Słowa kluczowe

PL

łożysko ślizgowe; przepływ oleju; równanie Naviera-Stokesa; metoda elementów skończonych

EN

sliding bearing; oil flow; Navier-Stokes equation; finite element method

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 37, nr 4
• Strony: 47--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Sęp J.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Technologii Maszyn i Organizacji Produkcji, 30-959 Rzeszów, ul. Powst. Warszawy 8,

Bibliografia

• [1] Sęp J.: Charakterystyki zużyciowe łożysk ślizgowych z czopem z powierzchniową warstwą dwuskładnikową. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn nr 4 (116) 1998.
• [2] Sęp J., Kucaba-Piętal A.: Experimental testing of journal bearings with two-component surface layer in the presence of an oil abrasive contaminant. Wear vol. 249, 2001
• [3] Sikora J.: Studia nad metodyką badania wytrzymałości zmęczeniowej łożysk ślizgowych poprzecznych. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, nr 534, Mechanika z. 74, Gdańsk 1996.
• [4] McKee S.A.: Effect on abrasive in lubricant, Journal of S.A.E, vol. 20 ,1927.
• [5] Wikström V, Höglund E, Larsson R.: Wear of bearing liners at low speed rotation of shafts with contaminated oil, Wear, vol. 162-164, 1993.
• [6] Khonsari M. M, Pascovici M. D., Kucinschi В V.: On the scuffing failure of hydrodynamic bearings in the presence of an abrasive contaminant, Trans. ASME, J. Tribology., vol. 121, 1999.
• [7] Gross W.A, Matsch L.A., Castelli V., Eshel A., Vohr J.H., Wildmann M.: Fluid film lubrication, A Wiley-Interscience Publication, New York, Toronto 1980.
• [8] Hebda M., Wachal A.: Trybologia. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• [9] Sheri A.S.: Fluid Film Lubrication. Theory & Design. Cambrigde University Press 1998
• [10] Czajkowski A., Wierzcholski К.: Rys historyczny hydrodynamicznej teorii smarowania. Tribologia nr 5 (149), 1996.
• [11] Sun D., Chen K: First effects of Stokes roughness on hydrodynamic lubrication, Trans. ASME, J. of Lubrication Technology, vol. 99, 1977.
• [12] Mori A., Makino T., Mori H.: Entry flow and pressure jump in submerged multi- pad bearings and grooved bearings, Trans. ASME, J. Tribology, vol. 114, 1992.
• [13] Mitsuya Y., Fukui S.: Stokes roughness effects on hydrodynamic lubrication Part I - comparison between incompressible and compressible lubricating films, Trans. ASME, J. Tribology, vol 108, 1986.
• [14] Zienkiewicz O.C.: Metoda elementów skończonych. Wyd. Arkady, Warszawa 1972.
• [15] Rakowski G.: Metoda elementów skończonych - wybrane problemy. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1996.
• [16] Dryja M , Jankowscy M i J.: Przegląd metod i algorytmów numerycznych. WNT, Warszawa 1982.
• [17] Patankar S.V.: Numerical heat transfer and fluid flow. Hemisphere, New York, 1980.
• [18] Young D.M .: Iterative solution of large linear systems. Academic Press, New York 1971.
• [19] Bunch J.R, Rose D.J.: Sparse matrix computations. Academic Press, New York 1976.