Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Работоспособность и качество машин и приборов во многом определяется надежностью и точностью их опорных узлов. Б' процессе эксплуатации роторных машин часто наблюдается усиление вибрации роторов, которое нарушает работу машины. Конструктивные дефекта подшипников скольжения и внешние причины (удары, колебания) вызывают возмущения, обсулав-ливающие резкое изменение величины и направления внешней нагрузки на подшипник или относительного положения смазываемых поверхностей. Эти возмущения могут вызвать нарушение равновесия ротора в подшипнике. Потеря устойчивости ротора крайне нежелательна, ибо при этом не только ухудшается работа подпшшшка, но могут соприкоснуться смазываемые поверхности. Эффективными методами стабилизации роторов являются нагнетание смазки от внешнего источника через дросселирующую щель и профилирование смазываемых поверхностей подпшшшка спиральными микроканавками.
При большом разнообразии конструктивних решений для подшипников с внешним нагнетанием смазки через щель и вращающимся ротором, а также опор скольжения со спиральными канавками, в литературе отсутствуют обосновашше данные для расчета параметров таких опор, при которых подшипники будут устойчивыми. Это требует развития теории и методов их расчета.
Представленная работа выполнена на кафедре математического моделирования в механике сплошных сред Челябинского государственного университета в соответствии с планом основній научно-исследовательских работ университета, проводимых на основе Постановления ГКНТ СССР В 461 от 01.12.80, координационного плана АН СССР на 1986-1990 годы по проблеме "Тренде, износ и смазочные материалы", раздел І.ІІ.22 и по приказу Минвуза PCiCP J2 585 от 06.08.86
Целью работы является построение критериев устойчивости цилиндрического подшипника с внешним нагнетанием несжимаемой смазки через кольцевую щель и кругового подпятника со спиральными канавками и снимаемой смазкой.
Методика исследований включает в себя:
использование математических моделей подшипников, основанных на уравнениях Рейнольдса гидродинамической теории смазки,
определение силовых воздействий слоев смазки на роторы подшипников ,
составление и исследование уравнений двилений роторов в подшипниках.
Научная новизна работы заключается в следующем:
построена математическая модель цилиндрического подшипника скольжения с внешним нагнетанием несжимаемой смазки через кольцевую щель,
разработаны аналитические методы решения задачи устойчивости по первому приближению центрального и произвольного равновесных полонений ротора в цилиндрическом подшипнике, а также выполнен анализ устойчивости периодического движения ротора,
выполнена проверка полученных критериев устойчивости ротора для гидродинамического и гидростатического режимов работы подшипника,
разработан аналитический метод решения задачи об устойчивости по первому приближению ротора в круговом упорном подшипнике со спиральными канавками, учитывающий сжимаемость смазки,
выполнено сравнение результатов вычислений критических параметров кругового подшипника по предложенному методу и методу
В.Константинеску и С.Галетузе.
Практическая ценность результатов работы определяется тем, что предложенные методы решения задач об устойчивости роторов в подшипниках с внешним нагнетанием смазки через щель и со спиральными канавками могут быть использованы при расчетах подшипников подобного типа. Таковы, например, подшипники: с несколькими питающими щелями, которые расположены произвольно по его оси, кольцевые упорные со спиральными канавками, радиально-упор-ные с внешним нагнетанием смазки и спиральными канавками и другие.
На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:
-
Точные и приближенные аналитические решения краевых задач для полей давлений смазки и критерии устойчивости по первому приближению центрального и произвольного равновесных положении ротора в цилиндрическом подшипнике с внешним нагнетанием не ram-маемой смазки через кольцевую щель, а также устойчивость периодического движения ротора,
-
Приближенные аналитические решения краевых задач для полей давлений смазки л критерии устойчивости по первому приближению ротора в круговом упорном подшипнике со спиральными канавками и сжимаемой смазкой.
Апробация результатов. Основные результаты докладывались и обсуждались на :
Всероссийской конференции "Контактно-гидродинамическая теория смазки и её практическое применение в технике" (Куйбышев, 1974г.),
Всесоюзном межвузовском совещании "Газовые опоры турбомашин" (Казань, 1975г.),
Всесоюзном научно-координационном совещании "Газовая смазка в машинах и прборах" (Ростов-на-Дону-Новороссийск, 1989г.),
Всесоюзной школе-семинаре "Проектирование и технология изготовления газовых опор, экологически чистых машин" (Ростов--на-Дону, 1991 г.),
ежегодных научных конференциях в Челябинском госуниверситете (1980-1990 гг.).
Публикации. Результаты диссертации изложены в 4 статьях, 3 тезисах докладов всесоюзных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы. Содержит 138 страниц машинописного текста, 29 рисунков и I таблицу. Список цитируемой литературы содержит 91 наименований на II страницах.