Trójwymiarowa hydrodynamiczna analiza łożyska z czopem ze śrubowym rowkiem

• Autorzy: Sęp J.

Warianty tytułu

EN

Three-dimensional hydrodynamic analysis of helically grooved journal bearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono trójwymiarową hydrodynamiczną analizę łożyska z czopem z rowkiem śrubowym. Przepływ oleju opisano równaniami Naviera-Stokesa wraz równaniem energii. Układ równań rozwiązano metodą elementów skończonych wyznaczając rozkłady ciśnienia, temperatury oraz prędkości przepływu w filmie olejowym. Stwierdzono różnice zarówno w rozkładach ciśnienia, jak i prędkości przepływu w filmie olejowym analizowanego łożyska w porównaniu z łożyskiem klasycznym.

EN

Sensitivity to contamination of bearing with helically grooved journal is about one fifth that the case of the conventional bearing. Decrease in wear rate results probably from removing contaminants from the friction contact zone cause by flow phenomena in the oil film. In order to identity this flow phenomena an adiabatic model of the bearing under consideration has been created. The bearing has finite length and operates under incompressible laminar flow and steady conditions. Geometry of this problem does not allow to introduce some simplifications that lead to the Reynolds equation. Therefore the full system of three dimensional Navier-Stokes equations coupled with the energy equation should be solved to determine flow velocity, temperature and pressure distributions in the oil film. Equation were solved by finite element method. It has been stated that there are differences both in pressure distributions and oil velocity profiles for considered bearing models. The maximum pressure in the oil film of bearing with helically grooved journal (for eccentricity ratio e = 0.9) was 46% less than maximum pressure in the conventional bearing oil film. On the other hand the maximum oil flow velocity (e = 0.9) in circumferential direction was 237% greater than maximum oil flow velocity within conventional bearing. For small and medium eccentricity ratios (e = O.1- 0.5) essential differences in pressure distributions and oil flow velocity in circumferential direction for considered bearing models have not been stated. Moreover the maximum oil flow velocity in (y) direction within the bearing with modified journal was from 50% (e = 0.7) to above 500% (e = 0.1 and e = 0.9) greater than maximum oil flow velocity in this direction within conventional bearing. The maximum oil flow velocity in axial (z) direction within the bearing with modified journal for eccentricities e = 0.1 and e = 0.9 was above 200% greater than maximum oil flow velocity in this (z) direction. The essential differences in temperature distribution for considered bearing models have not been stated.

Słowa kluczowe

EN

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

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 5
• Strony: 447--458
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sęp J.

• Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• 1. Sikora J.: Studia nad metodyką badania wytrzymałości zmęczeniowej łożysk ślizgowych poprzecznych. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, nr 534, Mechanika z. 74, Gdańsk 1996.
• 2. Wikstrom V., Hoglund E., Larsson R.: Wear of bearing liners at Iow speed rotation of shafts with contaminated oil. Wear 162-164, pp. 996-1001, 1993.
• 3. Khonsari M.M., Pascovici M.D., Kucinschi B.V.: On the scuffing failure of hydrodynamic bearings in the presence of an abrasive contaminant. Trans. ASME J. Tribol. 121, pp. 90-96, 1999.
• 4. Pascovici M.D., Khonsari M.M.: Scuffing failure of hydrodynamic bearings due to an abrasive contaminant partially penetrated in the bearing overlayer. Trans. ASME J. Tribol. 123, pp. 430-433, 2001.
• 5. Sęp J.: Charakterystyki zużyciowe łożysk ślizgowych z czopem z powierzchniową warstwą dwuskładnikową. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn nr 4(116), str. 571-583, 1998.
• 6. 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, pp. 1090-1095, 2001.
• 7. Sęp J.: Analiza przepływu środka smarowego w łożysku z czopem o powierzchniowej warstwie dwuskładnikowej. Hydraulika i Pneumatyka nr 4, str. 20-21, 2002.
• 8. Sęp J.: Modelowanie szczeliny smarowej i przepływu smaru w łożysku z czopem z powierzchniową warstwą dwuskładnikową. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn nr 4(132), 2002.
• 9. Czajkowski A., Wierzcholski K.: Rys historyczny hydrodynamicznej teorii smarowania. Tribologia nr 5 (149), 1996.
• 10. Sun D., Chen K: First effects of stokes roughness on hydrodynamic lubrication, Trans. ASME, J. of Lubrication Technology, vol. 99, 1977.