Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pomiar sił tarcia w poprzecznym łożysku ślizgowym smarowanym ferrosmarem

Miszczak A.

Tribologia

|

2005

|

nr 4

189-203

PL

W niniejszej pracy autor przedstawia wyniki badań eksperymentalnych związanych z pomiarem wartości sił tarcia i mimośrodowości względnej w poprzecznym łożysku ślizgowym smarowanym czynnikiem o właściwościach nienewtonowskich. Pomiar siły tarcia i mimośrodowości względnej został wykonany na stanowisku badawczym zbudowanym w Akademii Morskiej w Gdyni. Jako czynnik smarujący zastosowano olej bazowy SAE 15W40 oraz ferrosmar wyprodukowany z oleju bazowego SAE 15W40. Pomiaru siły tarcia i mimośrodowości względnej w łożysku ślizgowym smarowanym ferrosmarem dokonano bez pola magnetycznego oraz z polem magnetycznym wytwarzanym przez elektromagnes.

EN

This paper presents results of experimental research connected with measurements of friction forces and relative eccentricities of slide journal bearing lubricated with ferrolubricant and basis engine oil. The measurements of friction forces are performed on the test stand constructed in Gdynia Maritime University. As a lubricant was applied basis engine oil SAE 15W40 and ferrolubricant manufactured from the basis oil SAE 15W40. Measurements of friction forces and relative eccentricities in slide journal bearing lubricated with ferrolubricant are performed without magnetic field and with magnetic field produced by the electromagnet. The results of measurements indicate that ferrofluid lubrication of slide journal bearing significant increases capacity and insignificant increases friction forces. Ferrolubricant has not influences on the wear effects. The measurements show that dynamic viscosity of ferrolubricants especially in external magnetic induction field is much greater than dynamic viscosity of basis oil. An increase of viscosity implies always capacity increases and relative eccentricities decreases. Present investigations indicate the possibility of ferrolubricant viscosity control by the changes of values where the magnetic field lines have the important meaning.

2

Korekty parametrów eksploatacyjnych dla lepkosprężystych ferrosmarów

Miszczak A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

315-320

PL

Niniejsza praca zawiera analizę numeryczną wartości zmian sił nośnych, sił tarcia i współczynników tarcia w poprzecznych walcowych łożysk ślizgowych smarowanych nienewtonowskim, lepkosprężystym ferrosmarem w polu magnetycznym. Wartości zmian sił nośnych, sił tarcia i współczynników tarcia nazywane przez autora "korektami" wyznaczono numerycznie dla stacjonarnego izotermicznego smarowania uwzględniając warunki brzegowe Reynoldsa dla najczęściej występujących geometrii łożysk tzn. dla bezwymiarowej długości L|=l/4, L=l/2 Li=l, Li=3/2, L=2 oraz dla mimośrodowości względnych od X=0,1 do 1=0,9.

EN

This paper presents numerical analysis of changes of capacity values, friction forces and friction coefficient for slide cylindrical journal bearings lubricated with non-Newtonian, viscoelastic and ferromagnetic oils in magnetic fields. Changes of capacities, friction forces and friction coefficients caused by the viscoelastic oil properties are numerically examined for stationary isothermal lubrication and for Reynolds boundary conditions, The distribution of above exploitation parameters are determined for slide bearing geometry often occurring in practice i.e. for dimensionlcss lengths; L1=1/4; L1=1/2; L=1; L1=3/2; L1= 2; and for relative eccentricities OA 0.2 0.3; 0.4; 0,5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9. Additionally this paper presents numerical simulations of some particular cases occurring during the lubrication with viscoelastic lermoils.

3

Niestacjonarne pole magnetyczne w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego smarowanego ferrosmarem

Miszczak A.

Tribologia

|

2003

|

nr 6

107-122

PL

W niniejszej pracy autor przedstawia dwa problemy związane ze smarowaniem poprzecznych łożysk ślizgowych ferrosmarem w niestacjonarnym polu magnetycznym. Pierwszym problemem jest rozwiązanie analityczne składowych natężenia pola magnetycznego dla niestacjonarnego pola magnetycznego w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego smarowanego ferrosmarem o izotropowych i nieizotropowych własnościach magnetycznych. Składowe te są wyznaczane z równań Maxwella po uprzednim ubezwymiarowieniu i oszacowaniu zgodnie z teorią cienkiej warstwy granicznej. Drugim rozpatrywanym problemem jest analiza współczynnika podatności magnetycznej. Współczynnik ten dla ferrosmaru o izotropowych własnościach magnetycznych jest skalarem którego wartość jest funkcją temperatury zgodnie z prawem Curie-Weissa. Natomiast dla ferrosmaru o anizotropowych własnościach magnetycznych współczynnik podatności magnetycznej jest tensorem, którego składowe również zależą od temperatury. Problem modelowania pola magnetycznego dla stacjonarnego pola magnetycznego w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego smarowanego ferrosmarem o izotropowych własnościach magnetycznych autor rozwiązał w pracach wcześniejszych.

EN

Ferromagnetic, non-isothermal oil contains small 10 nm particles of iron or gadolin oxides and viscoelastic impurities for example combustion products, lead salts, soot, dust and various additions. Present paper shows the possibility of optimisation and control of lubrication problem in radial slide journal bearing for non-Newtonian, viscoelastic, ferro-oil in time variable magnetic induction field. The results presented in this paper have many practical applications. The influences of magnetic field on the viscosity of ferro-oil are very important. Magnetic field increases capacity and reduces bubble cavitation problem in lubricant. Author shows in presented paper two problems connected with the lubrication problem of radial slide journal bearings in time depended, unsteady magnetic field. In this investigations the ferro-oil as a lubricant is taken into account. The first one problem presents the analytical solution of components of magnetic intensity vector for unsteady magnetic field in the gap of radial slide journal bearing, lubricated with ferro-lubricant with isotropic and non isotropic magnetic properties. Above components are determined from Maxwell Equations, which are previously presented in dimensionless form and estimated accordingly to the boundary layer simplifications. Main problem is finally described by means of the set of three, non-homogeneous, linear partial differential equations of second order and constant coefficients. The unknown functions are three components of magnetic intensity vector. Boundary conditions are formulated in the region of lubrication in slide journal bearing gap. At first author presents general solutions of the set of partial differential equations with four constants and with two unknown functions. These quantities and functions are determined on the ground of numerical calculations using Mathcad 11 Professional Program. Solutions of these equations are presented in semi-analytical form and next are examined numerically using Mathcad 11 Professional Program and results of calculations are illustrated in enclosed figures. The second problem contains semi-analytical and numerical method of recognition of values and its changes of magnetic susceptibility coefficient of ferro-lubricant. If ferro-lubricant has isotropic magnetic properties, then coefficient of magnetic susceptibility is a scalar. The value of this scalar is a function of the temperature accordingly to the Curie-VVeiss Law. If ferro-lubricant has non-isotropic magnetic properties, then magnetic susceptibility is a tensor-dyad with nine components in general case. These components are a function of the temperature too. Semi-analytical determination of tensor components of magnetic susceptibility for lubricant with non-isotropic magnetic properties to make a new computational contribution in the field of journal bearing lubrication for magnetic fluids. Semi-analytical and numerical results obtained in this paper enable to make an optimization and control of lubricant magnetic properties during the lubrication process. The problem of optimization and control of magnetic intensity field in oil during the lubrication of slide journal bearings was not considered in foregoing authors scientific papers and was not investigated by the other researcher hitherto.

4

Rozwiązanie numeryczne pól sprzężonych w węźle tarcia ślizgowego

Miszczak A.

Tribologia

|

2002

|

nr 4

1249-1260

PL

W pracy przedstawiono numeryczną symulację rozkładów ciśnienia dla nieizotermicznego smarowania w poprzecznym łożysku ślizgowym smarowanym ferrosmarem w polu magnetycznym z uwzględnieniem rzeczywistych warunków brzegowych Reynoldsa. Wpływ temperatury na zmiany ciśnienia był uwzględniany poprzez zmianę lepkości dynamicznej i zmianę wysokości szczeliny wywołaną deformacją termiczną cienkiej warstwy stopu łożyskowego. Obliczenia te zostały wykonane z wykorzystaniem równań pędu, ciągłości strugi i równania zachowania energii. Niestacjonarne pole magnetyczne zostało wyznaczone na podstawie równań Maxwella opisanych równaniem Hemholtza. Kolejne kroki obliczeniowe deformacji powierzchni panewki wywołane temperaturą w nieustalonym polu magnetycznym zostały podane w formie jednostajnie zbieżnych wartości. Zgodnie z wiedzą autora, rozwiązania problemu smarowania poprzecznego łożyska ślizgowego w nieustalonym polu magnetycznym nie były do tej pory rozpatrywane w pracach naukowych.

EN

Present paper shows numerical simulation of pressure distribution for non isothermal lubrication flow of ferrolubricant in magnetic field inside slide journal bearing gap. Real Reynolds's boundary conditions were taken into account. The influence of temperature on pressure changes was caused by the changes oil dynamic viscosity and gap height changes caused by the thermal deformations of thin layer of bearing alloy. Non stationary magnetic field has been determined from Helmholtz equation. Numerical calculations are performed using equations of conservation of momentum, continuity equation and equation of energy. Successive steps of calculations of sleeve surface deformations caused by the temperature in unsteady magnetic field are given in the form as uniform convergent values. Accordingly to the Author knowledge the solutions of lubrication problems of slide journal bearings in unsteady magnetic field was not considered in scientific papers hitherto.

5

Rozwiązania numeryczne rozkładów ciśnień dla turbulentnego przepływu ferrosmaru w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego

Miszczak A.

Tribologia

|

2002

|

nr 2

461-474

PL

Zjawisko przepływów turbulentnych w szczelinie poprzecznych łożysk ślizgowych zachodzi wówczas, gdy liczba Taylora Ty = Re ź (pierwiastek kwadratowy z psi) > lub = 41,2 lub też zmodyfikowana liczba Reynoldsa Re* = Re ź psi > lub = 2. Ma to miejsce w szybkoobrotowych łożyskach ślizgowych, np. łożyskach napędów dysków HDD, w łożyskach w elektrowniach atomowych czy pojazdach kosmicznych, gdzie dodatkowo może występować pole magnetyczne a czynnikiem smarującym może być ferrosmar. Czynnik smarujący o własnościach magnetycznych, tzw. ferrosmar, jest to układ koloidalny cząstek magnetycznych najczęściej Fe304 lub Gd2O2 z substancją rozpraszającą taką jak: olej mineralny lub syntetyczny, węglowodory, fluoropochodne węglowodorów, woda itp. Wyniki numeryczne przedstawione w niniejszej pracy wykazują, że istotne są również rozkłady ciśnienia dla łożysk o skończonej długości przy założeniu turbulentnego przepływu dla izotermicznej ferrocieczy w polu magnetycznym o wartości indukcji magnetycznej bliskiej punktowi nasycenia magnetycznego ferrocieczy. W przypadku uwzględniania nieizotermicznego turbulentnego przepływu autor przewiduje dalsze istotne zmiany wartości ciśnienia. Analiza nieustalonego przepływu ferrosmaru [L. l, 3] dla niezależnej od czasu gęstości rho jest przeprowadzana z użyciem równania ciągłości i równań zachowania pędu. Prędkość cieczy w stanie turbulentnym charakteryzuje się pulsacją wokół średnich wartości. Pulsacja ta jest wywołana przez wymianę energii kinetycznej pomiędzy małymi masami płynu. Celem niniejszej pracy i wkładem autora do rozpatrywanego problemu jest: - numeryczno-analityczne modelowanie pola magnetycznego w szczelinie cylindrycznego łożyska ślizgowego pod kątem przeprowadzenia obliczeń wartości ciśnienia hydrodynamicznego, - numeryczne wyznaczenie rozkładów ciśnień dla różnych przypadków łożyska ślizgowego o skończonej długości dla przepływów turbulentnych ferrosmaru w polu magnetycznym, - przeprowadzenie analizy porównawczej uzyskanych wyników dla różnych wariantów rozwiązań (Tipei, Wierzcholski) [L. 4, 5].

EN

The phenomenon of turbulent flows within the gap of journal slide bearings has a place when Taylor number Ty = Re ź (square root of psi) > or = 41.2 or modified Reynolds number Re* = Re ź psi > or = 2. It occurs in high-speed slide bearings e.g. HDD (hard disk drive), nuclear power plants or spacecrafts, where additionally magnetic field may act and ferrofluids are lubricant agent. An lubricant agent having magnetic properties, so called ferrolubricant, is the colloidal system of magnetic particles, most often Fe304 or Gd202, with dispersing substance e.g mineral or synthetic oil, hydrocarbons, fluorocarbons, water etc. The author presents the results of numerical calculations of pressure distributions for journals of finite length at assumption of isothermal flow of ferrofluid in the magnetic field of the value of magnetic induction approaching the point of magnetic saturation of the ferrofluid. The pressure distributions are comparable to each other both in the case of presence of magnetic field and lack of it, for various values of relative eccentricity and dimensionless length of the journal. The analysis of transient flow of ferrolubricant [L. 1, 3] for time independent density rho is realised by means of the continuity equation and the equations of conservation of momentum. The velocity of fluid in the turbulent state characterises by oscillation of its value in the vicinity of the mean value. That oscillation is caused by interchange of kinetic energy between small volumes of the fluid. The aim of this work and the author's own contribution to the considered problem is: - Numerically-analytical modelling of magnetic field within the gap of the cylindrical slide bearing in the aspect of calculating the value of hydrodynamic pressure, - Numerical determining of pressure distribution for different cases of slide bearings of finite length and turbulent flows of ferrolubricant, - Carrying out the comparable analysis of results obtained for different solutions (Tipei, Wierzcholski) [L. 4, 5].

6

Layer boundary simplification for ferrolubricant viscoelastic non isothermic flow in bearing gap

Miszczak A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

251-256

EN

Despite of the high level of the theoretical and experimental research on journal bearing calculations, hitherto there are a lot of problems remain in the field of lubricating with the oil of non-classical Rivlin-Ericksen properties in magnetic fields. Up to now these problems are not exactly explained and solved. As non-classical, viscoelastic, non-Newtonian oils we determine oils with impurities, for example combustion products, lead salts, dust, soot and oil with various additions. Originality of this study is in the method of solving of the problem of lubricating of a radial journal bearing with magnetic oil possessing viscoelastic Rivlin-Ericksen properties.

PL

Pomimo wysokiego poziomu badań teoretycznych i doświadczalnych w zakresie obliczeń poprzecznych łożysk ślizgowych, mamy do tej pory liczne problemy na polu modeli obliczeniowych dla smarowania olejami lepkosprężystymi o właściwościach modelu Rivlina Ericksena w polu magnetycznym. Te problemy nie zostały do tej pory dokładnie wyjaśnione i rozwiązane. Lepkosprężyste, nienewtonowskie oleje to oleje z produktami spalania, solami ołowiu, kurzu ulicznego, sadzy. Oryginalność niniejszych badań stanowi metoda rozwiązania problemu smarowania poprzecznego łożyska ślizgowego magnetycznym i lepkosprężystym olejem.

7

Flow of viscoelastic non isothermal ferrolubricant in bearing gap

Wierzcholski K.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 15

335-340

PL

Niniejsza praca jest próbą opisu stacjonarnego, laminarnego, nie izotermicznego przepływu oleju lepkosprężystego i ferromagnetycznego w szczelinie poprzecznego łożyska ślizgowego. Praca przedstawia metodę rozwiązania problemu smarowania powyższego problemu.