Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Wasilczuk M.

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kształt szczeliny smarowej

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Projektowanie hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych z wykorzystaniem optymalizacji kształtu szczeliny smarowej.

Wasilczuk M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

2006

Vol. 41, nr 1

23-36

W pracy przedstawiono metodę projektowania hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych z wykorzystaniem optymalizacji kształtu szczeliny smarowej. Metoda różni się od stosowanych dotychczas tym, że w pierwszej fazie projektowania wyznacza się optymalny kształt szczeliny smarowej projektowanego łożyska. Optymalizacja kształtu szczeliny smarowej jest przeprowadzana bez żadnych wstępnych założeń dotyczących postaci konstrukcyjnej łożyska, natomiast uwzględniane są wymagania charakterystyczne dla zadanych warunków pracy łożyska. W następnym etapie poszukuje się sposobu uzyskania w łożysku szczeliny smarowej o wyznaczonym obliczeniowo kształcie poprzez wybór postaci konstrukcyjnej, dla której można spodziewać się uzyskania pożądanego kształtu i, dla tej postaci konstrukcyjnej, dobór parametrów konstrukcyjnych. Metoda projektowania nie jest związana z żadną konkretną postacią konstrukcyjną łożyska, dzięki czemu poszerzony jest obszar poszukiwania rozwiązań i większa jest szansa zbliżenia się do optymalnego kształtu.

Oil gap profile exerts a great influence on the bearing properties, therefore obtaining a film profile close to an optimum should improve bearing performance. The analysis of bearings' design methods showed that optimization of oil gap profile is not utilized in currently used design methods. A method of bearing design presented in the paper consists of two separate stages: 1. oil gap profile optimization, 2. bearing type selection and detailed design. Optimization of the oil gap is the essential part of the presented design method. The fact that an optimum profile of the oil gap is evaluated without any a-priori assumption on bearing type and design is an important feature of the presented method. Due to this, bearing design features do not determine oil gap profiles, therefore the potential field of solutions is not restricted. An optimization objective function used in the calculations was devised to represent bearing operation safety. According to this function the bearing oil gap profile is modified with the use of optimization procedure until minimum film thickness and maximum bearing temperature are as far from the allowable limits as possible. Operating conditions for calculations were specified according to the load carrying capacity of typical industrial tilting pad thrust bearings. Optimization carried out for low and high-speed conditions shows the influence of operating conditions on the profile. In the low-speed case bearing surface is of pocket shape in order to stop side leakage and increase minimum film thickness, whereas optimum profile for higher speeds becomes slightly convex. Such a result for higher speed seems to reflect increasing importance of maximum temperature factor in the objective function. At the second stage of bearing design, on the basis of optimization results obtained, a bearing type is selected. It is possible to obtain favorable film profile in bearings of various designs including fixed geometry bearings with specially machined sliding surfaces, bearings with elastic elements, bearings with compliant sliding surface lining and also, in future, in smart systems. For the bearing type selected the detailed design - design parameters selection is carried out in order to design a bearing in which the real profile of the oil gap during operation would be close to an optimum. Despite differences in optimum shape of the oil gap it is typical to use the same bearing for a variety of operating conditions. It means that in an industrial bearing the real oil gap profile is far from the optimum, which affects the bearing performance. The results of the experimental research carried out separately by the author showed superiority of the proposed design method over a current practice of selecting a universal, stock bearing from a catalogue. With the development of CAD/CAM techniques it seems possible that bearings in near future can be individually designed and manufactured.

Optymalny kształt szczeliny smarowej hydrodynamicznego łożyska wzdłużnego dla zróżnicowanych wymuszeń

Wasilczuk M.

Tribologia

2004

nr 1

149-162

Kształt szczeliny smarowej w hydrodynamicznym łożysku wzdłużnym ma duży wpływ na jego właściwości, dlatego uzyskanie optymalnego kształtu szczeliny smarowej podczas pracy powinno przyczynić się do poprawy właściwości łożyska. Jednak studia literaturowe na temat metod projektowania i doboru hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych wykazały, że stosowane metody projektowania nie uwzględniają optymalizacji kształtu szczeliny jako metody polepszania właściwości łożyska. Ponadto spotykane w literaturze prace na temat optymalizacji ze względu na zastosowane w nich założenia nie uwzględniały zależności pożądanego kształtu szczeliny smarowej od warunków pracy łożyska (wymuszeń). Wykorzystując opracowaną metodykę optymalizacji kształtu szczeliny smarowej przeprowadzono teoretyczne badania wpływu wymuszeń na postać optymalnego kształtu szczeliny smarowej. Podczas optymalizacji zastosowano specjalną funkcję celu zapewniającą maksymalizację bezpieczeństwa pracy łożyska. Uzyskane wyniki optymalizacji przeprowadzonej dla różnych wymuszeń wykazały, że optymalne kształty szczeliny smarowej są bardzo zróżnicowane w zależności od wymuszeń działających na łożysko podczas pracy, co przekonuje do celowości wykorzystania optymalizacji kształtu szczeliny smarowej podczas projektowania łożyska.

Oil gap profile exerts a great influence on the bearing properties therefore obtaining a film profile close to an optimum should improve bearing performance. Optimization of oil film profile was a classical task of the theory of hydrodynamic lubrication but due to complexity of calculations, isothermal models of oil film were used until recently. Now it is possible to utilize more realistic oil film models. Safe operation of a hydrodynamic bearing is limited by three limits: minimum film thickness limit, specific load limit and temperature limit. Limits of operation of hydrodynamic bearings may be used for setting optimisation objectives. Thus, optimisation objective function should combine at least two main criteria: maximisation of film thickness should be more important at lower speeds, while at higher speeds minimisation of temperature should be a principal objective. According to this a special objective function of two variables (minimum film thickness and maximum temperature) was devised. Technical literature enables one to determine limiting values of minimum film thickness and maximum temperature. Minimum film thickness nad maximum temperature were used as optimisation constraints and were also utilized in a goal function in such way that the optimisation goal was to cause that actual bearing film thickness and temperature were as far from limiting values as possible in order to make bearing operation as safe as possible. Film profile was described by 10 parameters which were altered in the course of optimisation procedure. For each set of parameters minimum film thickness and maximum temperature were calculated with the use of thermohydrodynamic model of the oil film. Calculated film thickness and temperature were used to calculate value of the goal function and then current value of the function was compared with its previous value and decisions on changes of parameters describing film profile were made within the optimisation procedure. Repetition of such steps was carried out until changes in the value of objective function became insignificant. Operating conditions for calculations were specified according to the load carrying capacity of typical industrial tilting pad thrust bearings on the basis the manufacturers' catalogues. Optimization was carried out for low, medium and high-speed conditions to observe the influence of operating conditions on the profile. Optimum film profiles obtained for different operating conditions vary in ratio of minumum to maximum film thickness, circumferential length, and shape type (convex, flat or concave). In the low-speed case bearing surface is of pocket shape in order to stop side leakage and increase minimum film thickness, whereas optimum profile for higher speeds becomes flat or even slightly convex. Such a result for higher speed seems to reflect increasing importance of maximum temperature factor in the objective function. Despite of such differences in optimum shape of the oil gap it is a common practise to use the same bearings for a variety of operating conditions, which means that in an industrial bearing the real oil film gap profile is far from optimum. Such differences are an important reason for utilization of optimisation results in design of the bearings which should improve their performance. The development of CAD/CAM systems seems to make it economically feasible that in near future bearings are individually designed and manufactured.