Application of Rabinovitsch fluid model to pivoted curved slider bearings

• Autorzy: Singh U. P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/meceng-2013-0016

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie modelu płynu Rabinowitch’a do uchylnych łożysk ślizgowych z zakrzywionym ślizgaczem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present theoretical analysis, the combined effects of slider curvature and non-Newtonian pseudoplastic and dilatant lubricants (lubricant blended with viscosity index improver) on the steady and dynamic characteristics of pivoted curved slider bearings have been investigated for Rabinowitsch fluid model. The modified Reynolds equations have been obtained for steady and damping states of bearing. To solve the modified Reynolds equations, perturbation theory has been adopted. The results for the steady state characteristics (steady state film pressure, load carrying capacity and centre of pressure) and dynamic characteristics (dynamic damping and dynamic stiffness) have been calculated numerically for various values of viscosity index improver using Mathematica. In comparison with the Newtonian lubricants, higher values of film pressure, load carrying capacity, dynamic damping and dynamic stiffness have been obtained for dilatant lubricants, while the case was reversed for pseudoplastic lubricants. Significant variations in the bearing characteristics have been observed for even small values of pseudoplastic parameter, that is, with the non-Newtonian dilatant and pseudoplastic behaviour of the fluid.

PL

W przedstawionej analizie teoretycznej badano, przy wykorzystaniu modelu płynu Rabinowitch’a, łączny wpływ krzywizny ślizgacza i smaru o właściwościach pseudoplastycznych, nieniutonowskich, o odwróconej plastyczności (smar zmieszany ze środkiem poprawiającym wskaźnik lepkości) na charakterystyki w stanie ustalonym i warunkach dynamicznych uchylnego, łożyska ślizgowego. Zmodyfikowane równania Reynoldsa otrzymano dla stanów ustalonych i tłumionych łożyska. W celu rozwiązania zmodyfikowanych równań Reynoldsa zastosowano teorie perturbacji. Wielkości charakterystyczne dla stanu ustalonego (ciśnienie smaru w stanie ustalonym, nośność i środek ciśnienia) i charakterystyki dynamiczne (tłumienie dynamiczne i sztywność dynamiczna) zostały wyznaczone numerycznie, przy użyciu pakietu Mathematica, dla różnych wartości wskaźnika poprawy lepkości. W porównaniu ze smarami o właściwościach cieczy newtonowskiej, dla smaru o odwróconej plastyczności uzyskano wyższe wartości ciśnienia w filmie, większą nośność, lepsze tłumienie dynamiczne i dynamiczną sztywność. Sytuacja wygladała odwrotnie w przypadku smarów pseudoplastycznych. Znaczące zmiany charakterystyk łożyska, związane z nie-newtonowskim, pseudoplastycznym zachowaniem płynu o odwróconej plastyczności, zaobserwowano już przy małych wartościach parametru pseudoplastyczności.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic bearings; hydrodynamic friction; hydrodynamic lubrication; load carrying capacity; Rabinowitsch fluid model; VI Improvers

PL

łożyska hydrodynamiczne; tarcie hydrodynamiczne; smarowanie hydrodynamiczne; nośność; model płynu Rabinowitcha

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. LX, nr 2
• Strony: 247--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Singh U. P.

• Department of Applied Science and Humanities, Kamala Nehru Institute of Technology, Sultanpur, U. P., India

Bibliografia

• [1] Spikes H.A.: 1994. The Behaviour of Lubricants in Contacts: Current Understanding and Future Possibility. IMechE J. Eng. Tribol., Vol. 208, pp. 3-7.
• [2] Brunstrum L.C., and Leet R.H.: 1956. Capillary Viscometry of Lubricating Grease. Lubr. Eng., Vol. 12, pp. 316-325.
• [3] Sisko A.W.: 1958. The Flow of Lubricating Greases. Ind. Eng. Chem., Vol. 50, pp. 1789-1792.
• [4] Wada S., Hayashi H.: Hydrodynamic Lubrication of Journal Bearings by Pseudoplastic Lubricants. Bulletin of JSME 14, 1971, Vol. 69, pp. 279-286.
• [5] Bourgin P., Gay B.: Determination of the Load Capacity of Finite Width Journal Bearing by Finite Element Method in the Case of a Non-Newtonian Lubricant. ASME Journal of Tribology, 1984, Vol. 106, pp. 285-290.
• [6] Hsu Y. C., Saibel E.: Slider Bearing Performance with a Non-Newtonian Lubricant. ASLE Trans. 8, 1965, pp. 191-194.
• [7] Hashimoto H., Wada S.: The Effects of Fluid Inertia Forces in Parallel Circular Squeeze Film Bearing Lubricated with Pseudoplastic Fluids. ASME Journal of Tribology, 1986, Vol. 108, pp. 282-287.
• [8] Usha R., Vimla P.: Fluid Inertia Effects in a Non-Newtonian Squeeze Film Between Two Plane Annuli. Transaction of ASME, 2000, vol. 122, pp. 872-875.
• [9] Hung C. R.: Effects of Non-Newtonian Cubic-Stress Flow on the Characteristics of Squeeze Film Between Parallel Plates. Education Specialization 97P, 2009, pp. 87-97.
• [10] Singh U.P., Gupta R.S., and Kapur V.K.: On the Steady Performance of Hydrostatic Thrust Bearing: Rabinowitsch Fluid Model. Tribology Transactions, 2011, Vol. 54, pp. 723-729.
• [11] Singh U.P., Gupta R.S., and Kapur V.K.: Effects of Inertia in the Steady State Pressurised Flow of a non-Newtonian Fluid Between two Curvilinear Surfaces of Revolution: Rabinowitsch fluid model. Chemical and Process Engineering, 2011, Vol. 32, Issue 4, pp. 333-349.
• [12] Singh U.P., Gupta R.S., and Kapur V.K.: On the Steady Performance of Annular Hydrostatic Thrust Bearing: Rabinowitsch fluid model. ASME Journal of Tribology, 2012, Vol. 134, Issue 4, pp. 1-5.
• [13] Singh U.P., Gupta R.S., and Kapur V.K.: On the Squeeze Film Characteristics Between a Long Cylinder and a Flat Plate: Rabinowitsch fluid model. Journal of Engineering Tribology – Proc. Inst. Mech. Engrs. London. DOI: 10.1177/1350650112458742.
• [14] Sharma R. K., Pandey R. K.: An investigation into the Validity of the Temperature Profile Approximations across the Film Thickness in THD Analysis of InfinitelyWide Slider Bearing. Tribology Online, 2006, Vol. 1, No. 1, pp. 19-24.
• [15] Gautam S. S.: An Approach To Calculate Leakage Flow, Stiffness And Damping Of Annular Seals In Turbulent Flow Using Lubrication Theory, Part II : Results. Tribology Online, 2007, Vol. 2, No. 4, pp. 99-104.
• [16] Tsuchiama R., Honchi M., Xu J.: An Analytic Model of Contact Vibration of Slider. Tribology Online, 2008, Vol. 3, No. 6, pp. 316-321.
• [17] Gautam S. S., Meena L., Gosh M. K.: Dynamic Characteristics and Stability of Short Wave Journal Bearings. Tribology Online, 2010, Vol. 5, No. 2, pp. 92-95.
• [18] Pinkus O., and Sternlicht B.: Theory of hydrodynamic lubrication. McGraw Hill, New York, 1961.
• [19] Abramovitz S.: Theory for a Slider Bearing with a Convex Pad Surface; Side Flow Neglected. Journal of the Franklin Institute, 1955, Vol. 259, No. 3, pp. 221-233.
• [20] Kapur V. K.: Magneto-Hydrodynamic Pivoted Slider Bearing with a Convex Pad Surface. Japanese Journal of Applied Physics, 1969, Vol. 8, No. 7, pp. 827-833.
• [21] Naduvinamani N. B., Marali G. B.: Dynamic Reynolds Equation for Micropolar Fluid Lubrication of Porous Slider Bearings. Journal of Marine Science and Technology, 2008, Vol. 16, No. 3, pp. 182-190.
• [22] Taylor C.M., and Dowson D.: Turbulent Lubrication Theory–Application to Design. J. Lubr. Tech., 1974, Vol. 96, No. 1, pp. 36-47.
• [23] Cameron A.: Basic lubrication theory. Ellis Horwood, Chichester, 1976.