W pracy przedstawiono badania hałaśliwości wysokociśnieniowej pompy zębatej 3PW-KPF1-24-40-2-776. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów obliczono skorygowany poziom mocy akustycznej w zależności od lepkości oleju, prędkości obrotowej oraz od ciśnienia roboczego. Badania zostały przeprowadzone w komorze pogłosowej na Wydziale Mechanicznym Politechniki Wrocławskiej w Laboratorium Napędów Hydraulicznych i Wibroakustyki Maszyn (www.lhiw.pwr.edu.pl).
EN
The paper presents the research of the noisiness of the high-pressure gear pump 3PW-KPF1-24-40-2-776. Based on the measurements, the corrected sound power level was calculated depending on the oil viscosity, rotational speed and operating pressure. The tests were carried out in a reverberation chamber at the Faculty of Mechanical Engineering of the Wrocław University of Technology in the Laboratory of Hydraulic Drives and Vibro-acoustics of Machines (www.lhiw.pwr.edu.pl
Radial slide bearings are typically used in turbochargers (among other applications), owing to their simple design and advantages, such as good heat dissipation from the working zone, high stability of operation and low resistance to motion. The current research is both experimental and theoretical. In a state of static equilibrium, the operation of a bearing can be described using a system of five coupled differential equations. The bearing’s operating parameters are related to the type of oil used. Two types of oil, VG46 and VG68, were used for testing. In accordance with the applicable standard, the tolerance of kinematic viscosity of oils is ±10%. The results imply a significant influence of the oil class and viscosity tolerance on the resistance to motion caused by internal friction forces in the oil. In conclusion, it seems advisable that the calculation procedures currently in use should include the slide bearing design optimisation by taking the resistance to motion in the bearing into account.
In the article, changes in the properties of oils during operation were characterized. The main reason for this is the continuous aging process of the used oil caused by the interaction of oxygen contained in the air, which reacts relatively easily with hydrocarbons and the oxidation process is accelerated just by high temperature. Then the problem of microorganisms occurring in petroleum products and their effect on the properties of oils and the operation of the internal combustion engine was presented. The next part of the article presents effective microorganisms, i.e. what they are and how they work, in particular, their composition and appropriate development conditions. In addition, some of their specific applications were briefly described. In the next part of the article, the research methodology, applied oil samples with additives of effective microorganisms, both for fresh oil and used oil were described. In addition, the measuring test stand with instrumentation and measuring device was shown. The main part of the article contains the characteristics of dynamic viscosity as a function of temperature for fresh oil and used oil compared with oils with the addition of microorganisms in liquid form and ceramic tubes. The developed graphs enabled analysis of the effect of the addition of microorganisms on oil viscosity as ecological products.
Problematyka badań energetycznych układów hydraulicznych z siłownikami, pozornie prostymi maszynami wyporowymi, okazuje się bardziej złożona niż w przypadku układów z silnikiem hydraulicznym obrotowym. Przedstawione w artykule badania umożliwiają poznanie wpływu obciążeń zewnętrznych, wymaganej prędkości, struktury układu zasilającego, lepkości oleju hydraulicznego na straty tarcia, a więc na sprawność napędu siłownikowego.
EN
The problem of energy tests of hydraulic systems with hydraulic cylinders, seemingly simple displacement machines, is more complex than that of rotary hydraulic systems. The results of the researches provide an insight into the impact of external loads, required speed, structure of the power supply system, viscosity of hydraulic oil on friction losses, and the efficiency of cylinder drive.
The problem of energy tests of hydraulic systems with hydraulic cylinders, seemingly simple displacement machines, is more complex than that of rotary hydraulic systems. The results of the researches provide an insight into the impact of external loads, required speed, structure of the power supply system, viscosity of hydraulic oil on friction loss, and the efficiency of cylinder drive. The hydraulic cylinder is the strongest structure in the system. Failure of the system is most likely due to failure of the pump supplying the cylinder. The high load of the pump is often caused by the very low energy efficiency of the cylinder, which, despite a relatively low external load, requires high inlet pressure due to large mechanical losses of friction between the piston and the cylinder and between the piston rod and gland. These losses depend on the type of seal used, its shape, the material it is made from, pre-clamp, and the operating parameters of the cylinder. Improperly sealed or assembled seals can cause energy losses of up to 25%. Due to the use of moving seals in the hydraulic cylinder, its energy behaviour is completely different compared to the energy behaviour of a rotary motor, which does not have any seals. The friction force connected with the work of the sealing joints and the mechanical efficiency of the cylinder are determined not only by the external load but also by the method of the applicable supply of the cylinder resulting from the throttling structure, and in particular the pressure level generated in the discharge chamber of the cylinder.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wpływ lepkości oleju na charakterystyki wybranych elementów układów hydraulicznych. Zakres niskich temperatur oleju jest niedopuszczalny głównie z powodu złych warunków zasysania pompy i zjawiska kawitacji, a w razie całkowitego przerwania strumienia na ssaniu pompy – z powodu możliwości zatarcia pompy na skutek braku smarowania. Zakres wysokich temperatur nie nadaje się do pracy nie tylko z powodu nadmiernego spadku lepkości i związanego z tym wzrostu przecieków, lecz także ze względu na przyspieszony rozkład oleju. W elementach układu hydraulicznego występują straty energetyczne, które są między innymi funkcją lepkości zastosowanej cieczy roboczej, a także straty energetyczne, które praktycznie nie zależą od lepkości. W artykule przedstawiono również zakres zmiany lepkości kinematycznej oleju hydraulicznego wykorzystywanego jako medium na stanowisku badawczym, opis schematu badanych układów hydraulicznych o sterowaniu proporcjonalnym siłownika oraz charakterystyki dotyczące wybranych elementów będące wynikiem badań i niezbędne do określenia współczynników strat występujących w układach.
EN
The article presents the effect of oil viscosity on the characteristics of the components selected hydraulic systems. Range is inadmissible low temperatures mainly due to bad suction pump cavitation and, in the event of total interruption of flow on the suction side of the pump – due to seizing of the pump due to lack of lubrication. Furthermore, the high temperature is not suitable for use not only because of an excessive drop in viscosity and associated increase in leakage, but also for accelerated decomposition of oil.The elements are hydraulic energy losses which are, inter alia, a function of the viscosity of the working fluid used and the energy losses which practically depends on the viscosity. The article presents the range of changes in the kinematic viscosity of the hydraulic oil used as a medium on the test bench, description, schematics studied hydraulic systems of proportional control actuator and the characteristics for the selected items as a result of research and necessary for the determination of the losses occurring in the systems.
The paper presents mathematical models of the losses occurring in the pump with a theoretical capacity per revolution of the shaft and geometric (variable) performance on the rotation of the shaft. These models were used to laboratory testing and simulation energy losses in the pump to judge the energy efficiency of the pump and the efficiency of the hydrostatic drive. The results of research and analyses should be able to create and exploit the possibilities simulation programs support the process of designing hydraulic systems. Pursuing such programs will allow fast determination of the efficiency of the hydrostatic transmission with a positive displacement pump, composed of any item at any point of the fieldwork. These programs enable the selection of optimal in terms of energy, the operating parameters of the system. In an era of increasingly expensive energy, even a small reduction of losses can bring tangible economic benefits during machine operation. It is important to know the energy efficiency of the transmission, under not only nominal conditions, but also changes in the whole range of working conditions: the speed and load of the hydraulic motor, the viscosity of hydraulic oil particularly in the parameters or the longest occurring during operation. It is necessary, therefore, to design stage gear on a detailed analysis of energy enabling optimal selection of components and operating parameters of the system.
In computational models the fluid film bearings are usually accommodated by means of nonlinear force couplings. As the bearing gap is very narrow, a pressure distribution in the oil film can be described by a Reynolds' equation. Taking into account dependence of the lubricant viscosity on pressure, for its solution two approaches have been applied. The first one utilizes a finite difference method which arrives at solving a set of nonlinear algebraic equations (Newton-Raphson method). The second approach is based on application of a shooting method. For solving the initial problems the Euler method has been chosen.
PL
W modelach obliczeniowych łożysk, powłoka olejowa jest zazwyczaj uwzględniana za pomocą nieliniowych sił sprzężeń. Jako że szczelina łożyska jest bardzo wąska rozkład ciśnienia w powłoce olejowej jest opisywany równaniem Reynoldsa. Biorąc pod uwagę zależność lepkości płynu od ciśnienia, omówiono dwie metody rozwiązywania tego problemu. Pierwsza wykorzystuje metodę różnic skończonych, która sprowadza się do rozwiązania układu równań nieliniowych (metoda Newtona-Raphsona). Druga, oparta jest na zastosowaniu metody rzutowania. W celu rozwiązania warunków początkowych wykorzystano metodę Eulera.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszej pracy przeprowadzono analizę numeryczną wpływu zmiennej lepkości dynamicznej newtonowskiego czynnika smarującego, zależnej od ciśnienia i stałego pola magnetycznego, na wartość siły tarcia poprzecznego walcowego łożyska ślizgowego o nieskończonej długości. Wykorzystano rozwiązanie analityczne nieliniowego zmodyfikowanego równania Reynoldsa, uwzględniającego wspomniane zmiany lepkości. W szczególności przedstawiono przykład numeryczny wyznaczania siły tarcia i składowe tej siły pochodzące od gradientu ciśnienia hydrodynamicznego (przepływ Poiseuille'a) i od prędkości wirowania czopa (przepływ Couette'a).
EN
Present paper shows the effect of variable oil viscosity dependence of the pressure and magnetic induction field on operating parameters i.e. friction forces and their components in a slide journal bearing. Friction force consists of the two components, first representing Poiseuille flow and second representing Couette flow. A modified form of Reynolds equation, which is presented in this paper shows the case, when variable oil viscosity depends both on pressure and the magnetic induction. In the considerations newtonian oil properties are taking into account.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W prezentowanym artykule rozważany został problem laminarnego niestacjonarnego smarowania poprzecznego cylindrycznego łożyska ślizgowego przy czym lepkość dynamiczna newtonowskiego czynnika smarującego jest zależna od ciśnienia i stałej indukcji pola magnetycznego. Podstawowy układ równań opisujących przepływ w szczelinie smarnej, całkowano przy założeniu, że rozwiązanie końcowe jest sumą rozwiązań dla przepływu stacjonarnego i pewnych rozwiązań opisujących efekty niestacjonarne. Pominięto przy tym wpływ sił masowych i bezwładności czynnika smarującego. Przedstawiono metodę wyznaczania oraz wyznaczono układ równań Reynoldsa rozpatrywanego przepływu. Uwzględniono zmianę zaburzeń geometrii szczeliny smarnej związanej z wysokością szczeliny, a także zaburzenia związane z niestacjonarnością prędkości czynnika smarującego na czopie i panewce łożyska cylindrycznego. Uwzględnienie obu rodzajów zaburzeń niestacjonarności przepływu przy lepkości dynamicznej zależnej od ciśnienia i indukcji pola magnetycznego stanowi o oryginalności przedsięwzięcia. Wyniki przedstawiono w postaci układu równań różniczkowych Reynoldsa w formie bezwymiarowej, umożliwiających wyznaczenie rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w cylindrycznym poprzecznym łożysku ślizgowym dla rozpatrywanego przepływu, a następnie rozkład prędkości przepływu w szczelinie smarnej i wyznaczenie siły nośności hydrodynamicznej oraz siły tarcia.
EN
This paper presents the derivation way to obtain Reynolds equations for laminar unsteady oil flow in slide bearing gap. We are considered cylindrical slide journal bearing lubricated with Newtonian liquid which dynamic oil viscosity depends on pressure and magnetic induction. Laminar, unsteady oil flow is performed during periodic and unperiodic perturbations of bearing load or is caused by the changes of gap height in the time. Steady and unsteady laminar oil flow will be described by means of basic equations namely equation of continuity, equation of mass conservation. We use constitutive dependencies between stress and strain tensor for Newtonian liquid. The system of equations is presented in dimensionless form, where body forces and inertia forces are neglected. Imposing boundary conditions on the oil velocity components and pressure in stationary and unsteady part of above mentioned equations we obtain sequences of differential Reynolds equations which are describing steady and unsteady oil flow in bearing gap. Results are presented in the form of Reynolds equations for dimensionless values. These equations enable the determination of hydrodynamic pressure distributions in cylindrical journal bearing. Moreover are obtained capacity values and oil velocity distributions and friction forces.
W niniejszej pracy Autorzy przedstawią przebudowę Testera T-05 jako stanowiska do wyznaczania wartości lepkości dynamicznej oleju o własnościach nienewtonowskich w szczelinie łożyska ślizgowego przy warunkach pracy tego łożyska zbliżonych do warunków panujących w rzeczywistym, stacjonarnie obciążonym poprzecznym łożysku ślizgowym. Artykuł ten ilustruje dwa sposoby przebudowy testera T-05. Jeden sposób przebudowy wykonano w Universität Gesamthochschule Essen, natomiast drugą przebudowę dokonano w Katedrze Techniki Cieplnej Politechniki Szczecińskiej.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono badania własne autora dotyczące identyfikacji warunków przejścia z obszaru tarcia płynnego do tarcia mieszanego w liniowym styku skoncentrowanym elementów chropowatych. Warunki pracy styku (prędkość poślizgu i obciążenie) oraz struktura mikrogeometryczna współpracujących w styku powierzchni były czynnikami, których wpływ na przejście z obszaru tarcia płynnego do mieszanego podlegał badaniom. Badania zrealizowano na specjalnie opracowanym stanowisku tribologicznym typu rolka-klocek modelującym liniowy styk skoncentrowany. Stanowisko to składało się z maszyny badawczej, mikroprocesorowego systemu pomiarowego oraz specjalnych, opracowanych do realizacji badań, programów komputerowych. Do oceny warunków tarcia zastosowano metodę identyfikacji mikrozwarć metalicznych. W badaniach użyto próbek i przeciwpróbek wykonanych ze stali łożyskowej ŁH15, których powierzchnie miały strukturę mikrogeometryczną, w przybliżeniu izotropową (z krzyżowymi śladami obróbki) oraz anizotropową (ze śladami obróbki w kierunku równoległym i prostopadłym do kierunku ruchu). Jako oleje smarowe w badaniach zastosowano wzorcowe oleje mineralne FVA3 i FVA4 pracujące w przedziale temperatur 30-80 stopni Celsjusza, o znanych charakterystykach lepkościowych. Wynikami badań były przebiegi względnego czasu mikrozwarć w strefie styku w funkcji prędkości poślizgu w zależności od zastosowanego skojarzenia mikrogeometrycznego próbek i środka smarowego. Przebiegi te poddano analizie, wyznaczając dla nich linie trendu. Wyniki analizy potwierdziły wpływ chropowatości oraz mikrostruktury kierunkowej powierzchni próbek na nośność filmu smarowego.
EN
The experimental investigations of the conditions of the transition from the fluid film lubrication regime to the mixed one in concentrated line contact of the rough bodies have been presented. As the identification technique of the transition conditions the measurements of the micro-short-circuits in the contact zone have been utilised. The specimens used in the experiments had the nearly anisotropic and isotropic microgeometry. The results of experiments were the figures of the relative time of micro-short-circuits vs. the sliding velocity for two lubricating oils and a number of various surface textures of specimens. The results confirmed the effect of the vertical and horizontal parameters of the surface roughness on load-carrying capacity of the lubricating film. In order to obtain the quantitative relation for the transition conditions between the fluid film and mixed lubrication regimes the statistical analysis of the factors influencing the film interruption has been carried out. This analysis resulted in the multiple correlation equation involving the contact working conditions and the vertical and horizontal parameters of the surface roughness of mating elements.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.