The influence of selected factors on axial force and friction torque in a thrust bearing lubricated with magnetorheological fluid

• Autorzy: Horak W. , Salwiński J. , Szczęch M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych czynników na siłę osiową oraz moment tarcia we wzdłużnym łożysku ślizgowym smarowanym cieczą magnetoreologiczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnetic fluids belong to the class of materials in which rheological properties can be controlled by magnetic fields. Magnetic fluids are suspensions of ferromagnetic particles in a carrier fluid, and the magnetic field can change their internal structure. This phenomenon is fully reversible, almost instantaneously. Of the two basic types of magnetic fluids, i.e. ferrofluids and magnetorheological fluids in the field of applications in systems with controlled operating parameters, magnetorheological fluids have mainly been applied. They are characterized by the ability to change their rheological characteristics in a wider range compared with ferrofluids. This paper is focused on presenting the results of experimental studies conducted on a laboratory stand designed to study thrust bearings lubricated by magnetic fluids. The influence of selected factors is analysed using the values of axial force and friction torque in the friction zone lubricated by magnetorheological fluids. Factors, such as the type of magnetic fluid, the rotational speed of the bearing, the height of the working gap, and the value of magnetic induction, are taken into account.

PL

Ciecze magnetyczne należą do klasy materiałów sterowalnych. Fizykalnie stanowią one zawiesinę cząstek o właściwościach ferromagnetycznych w cieczy nośnej. Oddziaływanie polem magnetycznym na tego typu substancje skutkuje zmianą ich struktury wewnętrznej, a w efekcie makroskopowym w pełni odwracalną, niemal natychmiastową zmianą właściwości reologicznych. Spośród dwóch podstawowych typów cieczy magnetycznych, tj. cieczy ferromagnetycznych i magnetoreologicznych, w obszarze zastosowań w układach o sterowanych parametrach pracy znalazły zastosowanie przede wszystkim ciecze magnetoreologiczne. Charakteryzuje je możliwość zmiany ich charakterystyk reologicznych w bardzo szerokim zakresie, co w połączeniu z łatwością generowania i sterowania polem magnetycznym stwarza znaczne możliwości zastosowania tego typu substancji w układach o kontrolowanych parametrach pracy. W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na stanowisku laboratoryjnym przeznaczonym do badania wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi. Analizie poddano wpływ wybranych czynników na wartość siły osiowej oraz momentu oporu ślizgowego węzła tarcia smarowanego cieczą magnetoreologiczną. Wzięto po uwagę wpływ takich czynników jak rodzaj cieczy magnetycznej, prędkość obrotowa łożyska, wysokość szczeliny roboczej i wartość indukcji pola magnetycznego.

Słowa kluczowe

EN

magnetorheological fluid; thrust bearing; axial force; friction torque

PL

ciecz magnetoreologiczna; łożysko wzdłużne; siła normalna; moment tarcia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 5
• Strony: 51--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Horak W.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Salwiński J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Szczęch M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Rosensweig R. E.: Ferrohydrodynamics. Cambridge University Press, Cambridge, 1985.
• 2. Vekas L.: Ferrofluids and Magnetorheological Fluids. Advances in Science and Technology, 2008, Vol. 54, pp. 127-136.
• 3. Olabi A. G., Grunwald S.: Design and application of magnetorheological fluid. Materials and Design, 2007.
• 4. Miszczak A.: Analysis of hydrodynamic lubrication of journal bearings. Foundation for the Development of the Gdynia Maritime University, Gdynia 2006.
• 5. Kuzhir P.: Free boundary of lubricant film in ferrofluid journal bearings. Tribology International, 2008, Vol 41(4), pp. 256-268.
• 6. Barwell F. T.: Bearing systems. Oxforrd University Press, 1979.
• 7. Guldbakke J. M., Hesselbach J.: Development of bearings and a damper based on magnetically controllable fluids. Journal of Physics, 2006, Vol. 18, S2959.
• 8. Nagayaa K. Takedaa, S.: Thrust bearing using a magnetic fluid lubricant under magnetic fields. Tribology International, 1993, Vol. 26, pp. 11-15.
• 9. López-López M. T, Kuzhir P.: Normal stresses in a shear flow of magnetorheological suspensions: viscoelastic versus Maxwell stresses, Journal of Rheology, 2011, Vol. 54, pp. 1119-1136.
• 10. Laun H. M., Gabriel C.: Primary and secondary normal stress differences of a magnetorheological fluid (MRF) up to magnetic flux densities of 1 T, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanic, 2008, 148.
• 11. Salwiński J., Horak W.: Measurement of normal force in magnetorheological and ferrofluid lubricated bearings. Key Engineering, Materials, 2011, Vol. 490, pp. 25-32.
• 12. Salwiński J., Horak W., Szczęch M.: Experimental apparatus for examination of magnetic fluid lubricated thurst bearing, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, 2014, z. 83, 243–249.
• 13. Ochoński W.: Zastosowanie cieczy magnetycznych w inżynierii łożyskowania, Tribologia, 2002, nr 2, 515-530.
• 14. Salwiński J., Szydło Z., Horak W., Szczęch M.: Badanie zmian lepkości cieczy ferromagnetycznych poddanych działaniu stałego pola magnetycznego, Tribologia, 2011, nr 2, 143-155.
• 15. www.basf.com.
• 16. www.lord.com.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.