Research on Hydrodynamic Peek Journal Bearings Lubricated with Water and Oil

• Autorzy: Żochowski Tomasz , Olszewski Artur , Wasilczuk Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.2938

Warianty tytułu

PL

Badania hydrodynamicznych łożysk poprzecznych z materiału PEEK smarowanych wodą oraz olejem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main purpose of the research was to determine the possibilities and experimentally test the benefits of replacing conventional oil lubrication with ecological water lubrication. Tests were carried out on a test rig for hydrodynamic radial bearings under conditions representative of the expected applications for the bearing in water turbines. Bearings made from the polymer material PEEK (polyether ether ketone) were tested under static loads. The tests were carried out for two types of lubrication: pure water and oil, with a viscosity of ISO VG 46. A comparison of friction coefficients and load-carrying capacity for both lubricants was made. During the tests, an interesting phenomenon of polymer material running in was observed for relatively high pressures when lubricated with a very low-viscosity lubricating medium, i.e., water (pressures in the bearing over 2 MPa).

PL

Głównym celem badań było określenie możliwości i doświadczalne sprawdzenie korzyści płynących z zastąpienia konwencjonalnego smarowania olejowego ekologicznym smarowaniem wodnym. Przeprowadzono testy na stanowisku badawczym do hydrodynamicznych łożysk poprzecznych w warunkach odpowiadających oczekiwanym zastosowaniom łożyska w turbinach wodnych – prędkość ślizgania około 3 m/s i średnie naciski przekraczające 2 MPa. Łożyska wykonane z materiału polimerowego PEEK (Polieteroeteroketon) były badane w warunkach obciążeń statycznych. Testy zostały przeprowadzone dla dwóch rodzajów smarowania: czystą wodą oraz olejem o lepkości ISO VG 46. Dokonano porównania współczynników tarcia oraz obciążalności dla różnych mediów smarujących. Podczas badań zaobserwowano bardzo wyraźnie przejście od tarcia płynnego to tarcia mieszanego przy naciskach średnich około 0,65 MPa oraz interesujący efekt docierania się materiału polimerowego dla stosunkowo wysokich nacisków przy smarowaniu wodą (naciski w łożysku ponad 2 MPa) polegający na tym, że współczynnik tarcia w dotartym łożysku był niemal niezależny od obciążenia.

Słowa kluczowe

EN

journal bearing; PEEK bearing; water lubrication

PL

łożyska poprzeczne; łożyska PEEK; smarowanie wodą

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 1
• Strony: 109--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Żochowski Tomasz

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology, Division of Machine Design and Medical Engineering, Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2064-8739

autor

Olszewski Artur

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology, Division of Machine Design and Medical Engineering, Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0819-0980

autor

Wasilczuk Michał

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology, Division of Machine Design and Medical Engineering, Narutowicza St. 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7683-9169

Bibliografia

• 1. Hartree R.: John Penn and Son of Greenwich 1799–1911, makers of the Xantho engine. 14th National Engineering Heritage Conference, Cravley 2007.
• 2. Lignum-Vitae Self Lubricated Bearings. www.lignum-vitae.com
• 3. Sherwood Ch.F.: Shaft bearing, US Patent No 1376043 (1921).
• 4. Orndorff R.: Water lubricated rubber bearings, history and new developments, Nav Eng J. (1985), pp. 39–52.
• 5. Litwin W.: Water lubricated marine stern tube bearings – attempt at estimating hydrodynamic capacity, ASME/STLE International Joint Tribology Conference. 2010.
• 6. Dong C.L., Yuan C.Q., Bai X.Q., Yang Y., Yan X.P.: Study on wear behaviours for NBR/stainless steel under sand water-lubricated conditions, Wear. 332–333 (2015), pp. 1012–1020.
• 7. Barszczewska A.: Experimental Research on Insufficient Water Lubrication of Marine Stern Tube Journal Bearing with Elastic Polymer Bush, POLISH MARITIME RESEARCH 27 (2020), pp. 91–102.
• 8. Olszewski A., Żochowski T., Gołębiewski G.: Analysis of the load-carrying capacity of a hydrodynamic water-lubricated bearing in a hydroelectric power plant., Tribologia, (2018), pp. 103–110.
• 9. Litwin W., Olszewski A.: Assessment of possible application of water-lubricated sintered brass slide bearing for marine propeller shaft. (2012) POLISH MARITIME RESEARCH 19, pp. 54–61.
• 10. DNVGL-CP-0081. Synthetic bearing bushing materials, 2016.
• 11. Schubert A., Brescianini T.: Application of a PEEK coated thrust bearing on the occasion of a refurbishment of a large hydro power plant with concurrent load increase. 10th EDF/Pprime (LMS) Poitiers Workshope, Futuroscope 2011.
• 12. Zhou J.: Temperature Monitoring of PEEK Bearings, STLE Conference, Las Vegas 2016.
• 13. Wodtke M.: Hydrodynamic thrust bearing with PEEK sliding layer (in Polish), Gdańsk University of Technology, 2017.
• 14. Peter J.: Blau On the nature of running in. Tribology International (2005), pp. 1007–1012.
• 15. Akagaki T., Yamato K., Masahiko K.: Effects of surface roughness of PEEK materials on the friction and wear behaviors in oil lubrication. Proc. of the International Tribology Conference, Hiroshima, Japan 2011.
• 16. Sander D.E., Allmaier H., Priebsch H.H., Witt M.: A. Skiadas, Simulation of journal bearing friction in severe mixed lubrication – Validation and effect of surface smoothing due to running-in., Tribology International (2016), pp. 173–183.
• 17. Litwin, W. Study of the research and design problems of marine propulsion main shaft bearings lubricated with water (in Polish) Gdańsk University of Technology (2013), pp. 1–139.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).