Ekologiczne łożysko foliowe smarowane wodą - budowa i analiza wpływu wybranych parametrów konstrucyjnych na sztywność podparcia łożyska

• Autorzy: Olszewski A. , Wodtke M. , Hryniewicz P.

Warianty tytułu

EN

Environmentaly friendly water lubricated foil braing - design and influence analysis of selected design parameters on bearing support stiffness

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono budowę prototypu ekologicznego łożyska foliowego smarowanego wodą ze szczególnym uwzględnieniem wpływu geometrii elementów podatnych łożyska na jego sztywność. Znane z literatury badania łożysk foliowych prowadzone były do tej pory z wykorzystaniem efektu aerodynamicznego. Przedstawiony oryginalny prototyp jest wg wiedzy autorów pierwszym łożyskiem foliowym zaprojektowanym z założeniem wykorzystania wody jako czynnika smarującego. Poprawna praca łożysk foliowych jest bardzo silnie uwarunkowana zapewnieniem odpowiedniej sztywności elementów podpierających i folii ślizgowej, ponieważ deformacje tych elementów wpływają bezpośrednio na kształt szczeliny smarowej, a tym samym na własności łożyska. Dlatego też, dla ułatwienia doboru właściwej geometrii elementów podatnych łożyska zbudowano model pojedynczego segmentu podatnego z użyciem Metody Elementów Skończonych. Przeanalizowano wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych folii falistej (takich jak rozpiętość wypukłości, wysokość wypukłości, grubość folii, liczby wypukłości w segmencie i współczynnik tarcia) na jej sztywność oraz na wielkość maksymalnych naprężeń w folii falistej.

EN

This paper presents a design of a prototype environmentally-friendly water-lubricated foil bearing, with a special attention to the influence of bump foil geometry on bearing stiffness. Published research on foil bearings focused mostly on aerodynamic bearings. To the authors' knowledge, the presented bearing prototype is the first foil bearing designed for water lubrication. Because the deformation of the bearing structure directly influences the bearing clearance and hence the bearing operational characteristics, it is critical that the bearing stiffness is carefully designed. To this end, an FEM model of a single bump foil was built and a parametric study investigating the bearing stiffness was conducted. The study investigated the influence of bump length, bump height, foil thickness, number of bumps in a bump foil segment and the coefficient of friction between bearing elements on the bearing deflection and on the stress levels in the bump foil.

Słowa kluczowe

PL

łożysko foliowe; łożysko ślizgowe poprzeczne; symulacja komputerowa; metoda elementów skończonych

EN

foil bearing; hydrodynamic journal bearing; computer simulation; FEM method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 1
• Strony: 105--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Olszewski A.

autor

Wodtke M.

autor

Hryniewicz P.

• Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk,

Bibliografia

• 1. Gray S., Heshmat H., Bhushan B.: Technology Progress on Compliant Foil Air Bearing Systems for Commercial Applications. 8th International Gas Bearing Symposium, April 1981. Paper 6.
• 2. Ku R., Heshmat H.: Compliant Foil Bearing Structural Stiffness Analysis -Part II: Experimental Investigation. Transactions of ASME, Journal of Tribology, July 1993, Vol. 115, s. 364-369.
• 3. Ku R., Heshmat H.: Compliant Foil Bearing Structural Stiffness Analysis - Part I: Theoretical Model Including Strip and Variable Bump Foil Geometry. Transactions of ASME, Journal of Tribology, April 1992, Vol. 114, s. 394-400.
• 4. Neyman A., Olszewski A., Wasilczuk M.: Łożyska ślizgowe smarowane wodą. Tribologia. - R. 36, nr 4 202 (2005), s. 205-219.
• 5. Olszewski A.: Tilting pad journal bearing with ceramic coating. Automotive and Industrial Lubrication: 15th International Colloquium Tribology: Stuttgart/Ostfildern, Germany, January 17-19, 2006.