Influence of Pad Geometry Modification on the Performance of Thrust Bearings Lubricated with Magnetorheological Fluid

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

Warianty tytułu

PL

Wpływ modyfikacji powierzchni oporowej na parametry pracy wzdłużnego łożyska ślizgowego smarowanego cieczą magnetoreologiczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnetic fluids belong to the class of controllable materials. The influence of magnetic fields on this type of substance results in a change in its internal structure and an almost immediate change in its rheological properties. The ability to control the rheological characteristics in a very wide range, in combination with the ease of generating and controlling the magnetic field, creates the possibility of using this type of substance in systems with controlled operating parameters. The use of magnetic fluids in bearings may allow the design of some types of bearings to be simplified and enable efficient, fast, and precise control of the system operation, with a much shorter response time and higher stiffness than is the case with conventional sliding friction bearings. The paper presents the results of experimental tests carried out on a laboratory stand designed for thrust bearings lubricated with magnetic fluids. The analyses carried out concerned the determination of how the pad surface modification of the slide bearing, lubricated with magnetorheological fluids, influences the system performance parameters.

PL

Ciecze magnetyczne należą do klasy materiałów sterowalnych. Oddziaływanie polem magnetycznym na tego typu substancje skutkuje zmianą ich struktury wewnętrznej i w efekcie niemal natychmiastową zmianą właściwości reologicznych. Możliwość zmiany ich charakterystyk reologicznych w bardzo szerokim zakresie, co w połączeniu z łatwością generowania i sterowania polem magnetycznym stwarza możliwości zastosowania tego typu substancji w układach o kontrolowanych parametrach pracy. Zastosowanie cieczy magnetycznych w układach łożyskowych, może pozwolić na uproszczenie konstrukcji niektórych typów łożysk, umożliwić efektywne, szybkie i precyzyjne sterowanie pracą układu przy znacznie krótszym czasie odpowiedzi i wyższej sztywności, niż ma to miejsce w konwencjonalnych rozwiązaniach ślizgowych węzłów tarcia. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na stanowisku laboratoryjnym przeznaczonym do badania wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi. Przeprowadzone analizy dotyczyły określenia wpływu modyfikacji powierzchni oporowej wzdłużnego łożyska ślizgowego, smarowanego cieczą magnetoreologiczną, na parametry pracy układu.

Słowa kluczowe

EN

magnetic fluids; thrust bearing; geometry modification; magnetic field distribution

PL

ciecze magnetyczne; geometria równoległych płytek; rozkład pola magnetycznego; łożysko wzdłużne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 2
• Strony: 29--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Horak W.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Szczęch M.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Salwiński J.

• AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Odenbach S.: Ferrofluids-magnetically controlled suspensions, Colloids and Surface, 217, 2003, 171–178.
• 2. Salwiński J., Szydło Z., Horak W., Szczęch M.: Investigation of changes of ferromagnetic fluids viscosity activated by steady magnetic fields, Tribologia, 42(2), 2011, 143–155.
• 3. Salwiński J., Horak W., Measurement of normal force in magnetorheological and ferrofluid lubricated bearings, Key Engineering Materials, 490, 2012, 25–32.
• 4. López-López M. T., Kuzhir P., Durán J. D. G., Bossis G.: Normal stresses in a shear flow of magnetorheological suspensions: viscoelastic versus Maxwell stresses, Journal of Rheology, 54, 2011, 1119.
• 5. Vekas L.: Ferrofluids and Magnetorheological Fluids, Advances in Science and Technology, 54, 2008, 127-136.
• 6. De Gans B. J., Duin N. J., Henricus T. M., Mellema J.: The influence of particle size on the magnetorheological properties of an inverse ferrofluid, Journal of chemical physics, 113(6), 2000, 2032–2042.
• 7. Meng Z., Jibin Z., Jianhui H.: An analysis on the magnetic fluid seal capacity, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 303(2), 2006, 428–431.
• 8. Olabi A. G., Grunwald S.: Design and application of magnetorheological fluid, Materials and Design. 28(10), 2007, 2658–2664.
• 9. Frycz M., Miszczak A.: The friction force and friction coefficient in the journal sliding bearing ferrofluid lubricated with different concentrations of magnetic particles, Journal of KONES, 18(4), 2011, 113–120.
• 10. Horak W., Salwiński J., Szczęch M.: The influence of selected factors on axial force and friction torque in a thrust bearing lubricated with magnetorheological fluid, Tribologia, 47(5), 2016, 51–61.
• 11. Miszczak A.: Analysis of hydrodynamic lubrication of journal bearings, Foundation for the Development of the Gdynia Maritime University, Gdynia, 2006.
• 12. Salwiński J., Horak W., Szczęch M.: Analiza możliwości zwiększenia nośności wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczami magnetycznymi, Mechanik: miesięcznik naukowo-techniczny, 86(12), 2013, 28–35.
• 13. Guldbakke J. M., Hesselbach J.: Development of bearings and a damper based on magnetically controllable fluids, Journal of Physics, 18(38), 2006, 2959–2972.
• 14. Nagayaa K., Takedaa S.: Thrust bearing using a magnetic fluid lubricant under magnetic fields, Tribology International, 26(1), 1993, 11–15.
• 15. Farjoud A., Cavey R., Ahmadian M., Craft M.: Magneto-rheological fluid behaviour in squeeze mode, Smart Materials and Structures, 18(9), 2009, 1–7.
• 16. Laun H. M., Gabriel C., Schmidt G.: 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, 148(1), 2008, 47–56.
• 17. Horak W., Salwiński J., Szczęch M.: Test stand for the examination of magnetic fluids in shear and squeeze flow mode, Tribologia, 2, 2017, 67–76.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).