Введение к работе
Актуальность темы. Надежность,экономичность,а во многих слу- ; чаях габариты и масса проектируемых машин, в значительней степени определяются конструктивным исполнением подшипниковых узлов. Рост окружных скоростей, увеличение нестационарных нагрузок, работа в напряженном тєплоеом режиме ставят перед конструкторами и технологами актуальную задачу совершенствования существующих конструкций опорных узлов и методов их расчета. Одним из эффективных способов снижения вибраций роторных машин и уменьшения потерь мощности в опорах является использование гидродинамических опорных подшипников сколь дения с плавающей вращающейся втулкой (ГЛВЗ).Они нашли широкое применение в малоразмерных высокоскоростных турбокомпрессорах для наддува двигателей автомобилей» а также используются в турбогенераторах и газовых турбинах, сепараторах и центрифугах, в опорных узлах редукторов и мультипликаторов, в качестве коренных и шатунных подшипников двигателей и т.д. 1ИТВВ обладает рядом преимуществ перед другімі типами подпипников скольжения которые могут быть реализованы только при оптимальных конструктивных параметрах подаипника, полученных на основе многовариантных расчетов.
Известные методы расчета ІШБВ не позволяют рассчитать весь комплекс выходных параметров' при произвольном характере силовыл воздействий, заданных условиях подачи смазки и температурном ре-яиме. Недостаточная разработанность методов расчета характеристик ІШВВ приводит к тому, что на стадии проектирования роторных масли конструктивные параметры подЪапн^ковых узлов выбирают без достаточного, обоснования, а процесс га доводки растягивается и сопровождается длительными эксплуатационными испытаниями.
Настоящая работа посвящена разработке метода расчета.и исследованию характеристик гидродинамического подшипника скольжения с плавающей вращавдэйся втулкой.
Цель работы. Разработать метод расчета Ш1ВВ .позволяющий на этапе проектирования роторных машин получать.комплекс выходных параметров, характеризующих работоспособность и экономичность подшипника, моделировать нелинейные динамические и тепловые процессы в системе "вал-смазочные слои-вращающаяся втулка" и на этой оснезе .сокращать затраты времени и средств на создание, эспери-ментальные исследования и доводку конструкций олор с плавающими вращающимися втулками.
Задачі: исследований. Для достижения поставленной цели необходимо рішіть следующие задачи:
-
Разработать математическую модель, алгоритм и программу расчета на ЗБМ комплекса динамических характеристик ИЯВВ с учетом условий подачи смазки, а также тепчоьих эффектов в смазочных слоях и связанных с ними явлений.
-
Fasработать и создать экспериментальный стенд, а также программу и методику проведения и обработки результатов экспериментальных исследований.
-
Еыполнить расчетное параметрическое и экспериментальное исследования опор с вращающимися втулками в широком диапазоне изменения параметров, близких к эксплуатационным.
-
Провести сопоставление полученных теоретических и экспериментальных результатов, а таюке сравнение с данными других авторов,
-
На осноеє решения практических задач разработать рекомендации по проектированию опор турбокомпрессоров с вращающимися втулками и выбору их оптимальных конструктивных параметров.
Научная новизна. Разработана математическая модель, описывающая процессы ъ смазочных слоях ШШВ с учетом нестационарного нагрузке ния, условий подачи смазки, а тага* тепловых эффектов. Предложен метод реализации предполагаемой математической модели, его.алгоритмическое и программное обеспечение.
В параметрическом исследовании изучено влияние основных геометрических и режимных параметров ППВВ, в широком диапазоне - их изменения, на режим работы податника и его характеристики.
Впервые получены экспериментальные- характеристики игорного узла с ППВВ опытного турбокомпрессора для наддува двигат-:?, автомобиля. Исследования проведены на основе полученных экспериментальных осциллограмм колебаний.
Практическая ценность. Использование ' предложенного метода расчета опор с ППВВ, алгоритмов и програьлі расчета позволяет выработать рекомендации по выбору оптимальных конструктивных параметров подшипника и способствует созданию роторнцх машин повышенной надежности и экономичности. Заполнение разработанным методом нкоговариантньп расчетов сокращает затраты времени и средств на создание, экспериментальные исследования л доводку конструкций опор с ьрапащимиея втулками различных малин.
Геалкаация работы г, проккилеккоети. Методическое, алгоритми--- кое и программное обеспечение расчета характеристик гидродина-
-"-о опорного подшипника с вращающейся втулкой в виде комп-
лекта прикладных программ* внедрено на AG "КлмЛЭ" и исполь^опалооь при про?' л—ниіі периметрических исследований характеристик опорного уіпа турбокомпрессора TKF7C-5. Сі[^рм;'лироз.?і:ьі рекомендации по ооВгр::і.'НЛ'4ог!іЬі;кі ГПТР-В.
Рлйрчботашіне программа и методика проведения акепериыпта, методика обработки результате!) экспериментальных исслелопаний
7:VVK3 РИОДрОІі» il OilHTUO-ПрОМНШЛОННОО ПРОИЗВОДСТВО и иепо.г.ьґ>ук'Пчл
лри опытном определении характеристик я отработке конструкции опорних узлов турбокомпрессоров различных типоразмеров и модификаций.
AJii^i^^J^LlQlL']- Основное положения » результаты диссертационной работе докладывались на ЇХ и X международных научноттех-імческих конференциях по компрессоростроенкю (Казань. 1Q93, lOUfj), на научно-техническом семинаре "Внутрикамеріше процессы. Струйная ак/стика н диагностика" ь НБВКИУ ГВ им. Ы Н. Чистякове. (!'л-зань,1554). на международной научно-технической конференции "Механика машиностроения" (Набєрем'ио Челны,1995), нь международной научно-технической конференции "Вакуум-96" (Еэзапь,11?й6), отчетных научно-технических конференциях КГТУ.
Публикаига. По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состой г га введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, содержащего 2 таблицы, 70 рисунков.Список лнтературч включает іОй наименования. В приложеьли представлены акты внедрения разработок.