Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stability of rotor with gas-lubricated journal bearing

Barzdaitis V., Zematis V., Barzdaitis V. V., Didzokas R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. LIV, nr 2

167-175

EN

The paper presents research on dynamics, modeling and the results of experimental tests of the rotor system rotating in gas lubricated bearing with a floating bush. The dependence of rotor vibration intensity on the waviness of bearing elements was tested and simulated. It was confirmed experimentally that the amplitude of rotor vibration in gas lubricated bearing with double gas film is basically lower than the one with single gas film. The kinetic orbits of the rotor shaft vibration displacements are presented. Dynamic and mathematical models constructed enable to design bearings that distinct optimal according to the minimal vibration intensity.

PL

W artykule przedstawiono badanie dynamiki, modelowanie i wyniki testów eksperymentalnych zespołu wirnika obracającego się w łożysku z tuleją pływającą ze smarowaniem gazowym. Testowano i symulowano zależność intensywności wibracji od falistości powierzchni elementów łożyska. Potwierdzono eksperymentalnie, że amplituda wibracji wirnika w łożysku ze smarowaniem gazowym z podwójną warstewką gazu jest zasadniczo mniejsza od tej, jaka występuje w łożysku ze smarowaniem gazowym z pojedynczą warstewką gazu. Przedstawiono orbity kinetyczne wibracji wału wirnika. Skonstruowane modele dynamiczne i matematyczne umożliwiają projektowanie łożysk o optymalnych właściwościach wibracyjnych.

2

Influence of atmospheric gas upon seizure of gas bearings

Karpov P., Harada M., Tsukazaki J., Yamamoto H.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2004

|

Vol. 9, no spec.

105-109

EN

In this paper the influences of atmospheric gas such as oxygen or argon upon seizure are investigated. The hydrostatic journal bearings are used as a test apparatus. Oxygen and argon were used as a lubricant in bearing test process. Bronze bearings finished by lapping are used under the combination with steel shafts finished by honing. It was clarified that the process of gas makes an important role for frictional force, origin of debris and the seizure. On the other hand, plastic deformation of the asperities of surface roughness by rubbing action seemed to be a main reason for seizure of similar materials of steel. The surface finishing influences upon the origin of debris and the seizure superior to atmospheric gas.

3

Stateczność wrzeciennika wyposażonego w łożyska gazowe o wysokiej sztywności

Lech T.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2000

|

nr 118

153-160

PL

W pracy opisano eksperymentalne badania stabilności wrzeciennika, którego wał podparty jest w łożyskach gazowych o nieograniczonej sztywności, określanych skrótem HSB ( High Stiffness Bearing). Przedstawiona jest idea łożyskowania HSB, która powstała w Instytucie Maszyn Przepływowych PŁ oraz zbudowane stanowisko badawcze. Zaprezentowana została metodyka badań eksperymentalnych, przykłady uzyskanych wyników oraz wybrane wnioski.

EN

This paper presents experimental investigations of the stability of the spindle supported in high stiffness gas bearings ( HSB ). The principle of the HSB bearing operation was shortly described. A construction of the test stand was given. The methodology of the measurement and instrumentation were presented. Some examples of the results were given in this paper and commented on.

4

Analiza teoretyczna i eksperymentalna własności dynamicznych modelowego wrzeciennika szlifierki podpartego w łożyskach gazowych o nieograniczonej sztywności

Lech T.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2000

|

nr 116

27--36

PL

W pracy opisano eksperymentalne badania własności dynamicznych wrzeciennika, którego wał podparty jest w łożyskach gazowych o nieograniczonej sztywności, określanych skrótem HSB (High Stiffness Bearing). Przedstawiona jest idea łożyskowania HSB, która powstała w Instytucie Maszyn Przepływowych PŁ oraz zbudowane stanowisko badawcze. Zaprezentowana została metodyka badań eksperymentalnych, przykłady uzyskanych wyników oraz wypływające z nich wnioski.

EN

This paper presents experimental investigations of the dynamic characteristics of the spindle supported in HSB gas bearings. The principle of the HSB bearing operation was shortly described. A construction of the test stand was given. The methodology of measurement and instrumentation were presented. Some examples of the results were given in this paper and commented on.

5

Dynamika samodziałającego poprzecznego łożyska gazowego o zmiennej geometrii

Kozanecki Z.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

1999

|

Z. 259

3-109

PL

Rozwój nowych technologii oraz coraz bardziej powszechne stosowanie niekonwencjonalnych materiałów w konstrukcji maszyn, pozwala na rozważenie koncepcji zastosowania czynnika roboczego wysokoobrotowej maszyny przepływowej jako czynnika smarującego jej łożyska. W przypadku maszyn wykorzystujących jako czynnik roboczy gaz zastosowanie łożysk smarowanych czynnikiem roboczym umożliwia: • podwyższenie sprawności ogólnej maszyny o kilka do kilkunastu procent bez ingerencji w jej układ przepływowy w rezultacie obniżenia strat tarcia hydrodynamicznego w łożyskach oraz eliminacji układu olejowego i związanych z nim uszczelnień. • utrzymanie absolutnej czystości czynnika roboczego i budowa „hermetycznej" maszyny bez wyprowadzania wirującej końcówki wału z korpusu w przypadku zastosowania zintegrowanego z wałem wysokoobrotowego silnika elektrycznego. • funkcjonowanie łożysk w wysokich i niskich temperaturach. Podstawowych problemem praktycznego zastosowania łożysk smarowanych niekonwencjonalnym czynnikiem dla wysokoobrotowych wirników jest niezawodność i pewność działania maszyny w różnych warunkach pracy. Dlatego wymagana jest wiarygodna, teoretyczna analiza dynamiczna systemu „wirnik - łożyska - korpus" w całym zakresie działania maszyny. Do tego celu konieczne jest określenie charakterystyk dynamicznych łożysk. Film smarny łożyska ślizgowego charakteryzuje się silnie nieliniowymi właściwościami dynamicznymi. W pewnych warunkach możliwa jest linearyzacja własności dynamicznych łożyska i ich określenie, zgodnie z tzw. teorią liniową, prostymi zależnościami w postaci zlinearyzowanych w najbliższym otoczeniu pozycji równowagi czopa w łożysku. Własności dynamiczne łożyska w formie ośmiu sprzężonych współczynników sprężystości i tłumienia mogą być łatwo wykorzystane do analizy dynamicznej sytemu wirującego maszyny. Brak precyzyjnych kryteriów określających stosowalność metod linowych modelowania własności dynamicznych łożysk ślizgowych może prowadzić do poważnych rozbieżności pomiędzy wynikami obliczeń a rzeczywistym zachowaniem się obiektu analizy. W pracy podjęto zadanie opracowania teoretycznego modelu dynamicznego gazowego łożyska segmentowego o zmiennej geometrii. Opracowana metoda obliczeń nieliniowej odpowiedzi na dowolne wymuszenie, uwzględnienia specyficzne dla tego typu łożyska czynniki jak tarcie w podporach i rodzaj materiału użytego do budowy. Wykazano, że dla tego typu łożyska gazowego, stosowanie tradycyjnych metod liniowego modelowania własności dynamicznych może prowadzić do jakościowo różnych wyników w porównaniu z eksperymentem. Zaproponowana w pracy metodyka określania zastępczych funkcji sztywności i tłumienia dynamicznych łożysk gazowych o zmiennej geometrii uwzględniająca rodzaj dominującego wymuszenia oraz charakterystyczne dla tego typu łożyska uwarunkowania konstrukcyjne, pozwala na bezpośrednie wykorzystanie wyników pracy w obliczeniach inżynierskich. Umożliwia to porównywanie efektów aplikacji łożysk gazowych o zmiennej geometrii z innymi typami łożysk przy wykorzystaniu standardowych programów obliczeniowych dynamiki systemów wirujących. Opracowane w ramach pracy programy obliczeniowe poddano weryfikacji eksperymentalnej na zbudowanych stanowiskach badawczych. Ostateczną formą weryfikacji proponowanej metodyki obliczeń łożysk gazowych o zmiennej geometrii była budowa modelowej sprężarki przepływowej zgodnie z prezentowana w pracy koncepcją konstrukcyjną. Uzyskano dobrą zgodność wyników badań eksperymentalnych zbudowanej maszyny z wynikami teoretycznymi.

EN

The development of new technologies and more and more common applications of non-conventional materials in machine design allow one to consider the idea of an application of the working medium of a high-speed turbomachine as a lubricating medium of its bearings. In the case of machines in which gas is used as a working medium, owing to an application of hydrodynamic bearings lubricated with the working medium, it is possible: • to increase the total efficiency of the machine by several or more percents without an interference in its flow system. It is caused by a decrease in friction losses in the bearings and an elimination of the oil system and seals connected with it; • to maintain absolute cleanness of the working medium and to build a "hermetic" machine without introducing a rotating end of the shaft outside the casing, to eliminate a mechanical gear and "working medium - atmosphere" seals in the case of a drive in the form of a high frequency electric engine, integrated with the shaft; • to ensure an operation of bearings in high and low temperatures. One of the basic problems connected with a practical application of bearings lubricated with a non-conventional medium in high-speed rotors is the machine operational reliability under various working conditions. Therefore, one should analyse thoroughly the dynamics of the "rotor-bearing-casing'' system in a whole operating range of the machine. In such an analysis, dynamic characteristics of the bearing system should be determined. The lubricating film of the gas and liquid bearing is characterised by strongly non-linear dynamic properties. Under some conditions, the linearisation of bearing dynamic properties and their determination, according to the so-called linear theory, by means of simple relationships, is possible. The dynamic properties of the bearing in the form of eight coupled dynamic coefficients of stiffness and damping, linearised around the static equilibrium position of the journal in the bearing, can be easily employed in the dynamic analysis of the machine rotating system. The lack of precise criteria, which allow one to determine the applicability range of the linear method, often leads to serious divergences between calculation results and actual performance of the object under analysis. The aim of the present investigations was to develop a theoretical model of the dynamic gas tilting pad bearing characterised by a variable geometry. The method for calculation of the non-linear response to any excitation takes into account factors characteristic of this bearing, such as frictions in supports, and a kind of material the bearing is made of. It has been shown that an application of traditional methods of linear modelling of dynamic properties can lead to qualitatively different results in comparison with the experiment for this kind of the bearing. The presented method of determination of substitution functions for stiffness and damping in dynamic gas bearings with a variable geometry, accounting for a kind of dominant excitation and characteristic design parameters of these bearings, allows one to employ the results of these investigations directly into engineering calculations. Thus, a comparison of application effects of gas bearings characterised by a variable geometry with other types of bearings is possible with standard software for calculation of dynamics of rotating systems. The calculation codes developed within these investigations have been verified experimentally on test stands. The final verification of the proposed method for calculation of gas bearings characterised by a variable geometry was made on a model compressor built according to the design idea presented in this study. Good agreement between the results of the experimental investigations carried out on this machine and the theoretical results has been found.