Модель расчета упорного подшипника скольжения с лазерным текстурированием несущей поверхности
DOI:
https://doi.org/10.14529/mmp150101Ключевые слова:
упорный подшипник, несущая способность, поверхность c лазерным текстурированием, метод конечных разностей, порядок сходимости.Аннотация
Представлен краткий анализ современных работ, посвященных изучению упорных гидродинамических подшипников, на несущей поверхности которых выполнено текстурирование, обеспечивающее снижение износа сопряжения в целом. Разработана математическая модель расчета гидромеханических характеристик упорного подшипника скольжения с лазерным текстурированием сегментов. Адекватность разработанной математической модели продемонстрирована на примере сравнения экспериментальных и расчетных результатов. Численными экспериментами установлено приемлемое значение параметра сходимости многосеточного метода и количество сеточных уровней, применяемых при выполнении расчетов. Было выполнено сравнение двух возможных типов сегментов: ступенька Рэлея, поверхность с лазерным текстурированием. Результаты расчета показали преимущество метода лазерного текстурирования для повышения несущей способности упорного подшипника скольжения.Библиографические ссылки
Podolsky M.E. Thrust Bearings. Leningrad, Mashinostroenie, 1981. 261 p. (in Russian)
Sharma R.K., Pandey R.K. Experimental Studies of Pressure Distributions in Finite Slider Bearing with Single Continuous Surface Profiles on the Pads. Tribology International, 2009, vol. 42, issue 7, pp. 1040-1045. DOI:10.1016/j.triboint.2009.02.010
Berger S., Bonneau O., Frene J. Influence of a Levelness Defect in a Thrust Bearing on the Dynamic Behavior of an Elastic Shaft. Journal of Sound and Vibration, 2002, vol. 249 (1), pp. 41-53. DOI:10.1006/jsvi.2001.3801
Hoppermann A., Kordt M. Tribological Optimisation Using Laser-Structured Contact Surfaces. Olhydraulik und Pneumatik, 2002, vol. 46 (4), pp. 560-564.
Tsuboi R., Nakano A., Sasaki S. Research on Causes of Cavitation Generation on Textured Surface under Hydrodinamic Lubrication. 40th Leeds-Lyon Symposium on Tribology & Tribo-Chemistry Forum. September 4-6, 2013, Lyon, France, Lyon, 2013, p. 42.
Dadaev S.G. Unsteady Model of Gas-Dynamic Bearings with Spiral Grooves. Part 3. Chelyabinsk, Publishing Center SUSU, 2012, 430 p. (in Russian)
Wang X., Kato K., Adachi K., Aizawa K. Loads Carrying Capacity Map for the Surface Texture Design of SiC Thrust Bearing Sliding in Water. Tribology International, 2003, vol. 36 (3), pp. 189-197. DOI:10.1016/S0301-679X(02)00145-7
Wei Т., Yuankai Z., Hua Z., Haifeng Y. The Effect of Surface Texturing on Reducing the Friction and Wear of Steel under Lubricated Sliding Contact. Applied Surface Science, 2013, vol. 273, pp. 199-204. DOI:10.1016/j.apsusc.2013.02.013
Lo S.W., Horng T.C. Lubricant Permeation From Micro Oil Pits Under Intimate Contact Condition. J. Tribol., 1999, vol. 121 (4), pp. 633-638. DOI:10.1115/1.2834116
Hamilton D.B., Wallowit J.A., Allen C.M. A Theory of Lubrication by Microirregularities. Journal of Fluigs Engineering, 1966, vol. 88 (1), pp. 177-185. DOI:10.1115/1.3645799
Brizmer V., Kligerman Y., Etsion I. A Laser Surface Textured Parallel Thrust Bearing. Tribology Transactions, 2003, vol. 46 (3), pp. 397-403. DOI:10.1080/10402000308982643
Etsion I., Kligerman Y., Halperin G. Analytical and Experimental Investigation of Laser-Textured Mechanical Seal Faces. Tribology Transactions, 1999, vol. 42 (3), pp. 511-516. DOI:10.1080/10402009908982248
Floberg L., Jakobson B. The Finite Journal Bearing, Considering Vaporization. Wear, 1958, vol. 2 (2), p. 158. DOI:10.1016/0043-1648(58)90453-8
Etsion I. State of the Art in Laser Surface Texturing. ASME J. Tribol., 2005, vol. 127 (1), pp. 248-253. DOI:10.1115/1.1828070
Wang X., Kato K., Adach K., Aizawa K. The Effect of Laser Texturing of SiC Surface on the Critical Load for the Transition of Water Lubrication Mode from Hydrodynamic to Mixed. Tribology International, 2001, vol. 34 (10). pp. 703-711. DOI:10.1016/S0301-679X(01)00063-9
Wang X., Kato K., Adachi K. The Lubrication Effect of Micro-Pits on Parallel Sliding Faces of SiC in Water. Tribology Transactions, 2002, vol. 45 (3), pp. 294-301. DOI:10.1080/10402000208982552
Yamakiri H., Sasaki S., Kurita T., Kasashima N. Effects of Laser Surface Texturing on Friction Behavior of Silicon Nitride under Lubrication with Water. Tribology International, 2011, vol. 44 (5), pp. 579-584. DOI:10.1016/j.triboint.2010.11.002
Prokop'ev V.N., Boyarshinova A.K., Zadorozhnaya E.A. Multigrid Algorithms of Integration of Reynolds Equation in Problems of Dynamics Heavy-Loaded Bearings. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2005, vol. 5, pp. 16-21. (in Russian)
Efimov A.V., Zolotarev Yu., Terpigorova V.M. Mathematical Analysis. V. 2. Moscow, Vysshaya shkola, 1980. 350 p. (in Russian)
Roache P.J. Computational Fluid Dynamics. Albuquerque, Hermosa Publs, 1976, 446 pp.
Doolan E.P., Miller J.J.H., Schilders W.H.A. Uniform Numerical Methods for Problems with Initial and Boundary Layer. Dublin, Boole Press, 1980. 524 p.
Prokop'ev V.N., Zadorozhnaya E.A., Karavaev V.G., Levanov I.G. Improving Methods of Calculation Heavy-Loaded Plain Bearings Lubricated non-Newtonian Oils. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2010, vol. 1, pp. 63-67. (in Russian)
Boyarshinova A.K., Cherneyko S.V. Software Package for the Calculation of the Characteristics of Hydro Sector Thrust Hydrodynamic Bearing with Different Surface Treatment 'Sector Glide'. No. 2013617906
Cherneyko S.V., Tsipinuk A.M. Experimental Estimation of Characteristics of the Laser Sur-face Textured Parallel Thrust Bearings. Bulletin of the South Ural State University. Series: Mechanical Engineering Industry, 2014, vol. 14, no. 2, pp. 66-73. (in Russian)
Henry Y., Bouyer J., Fillon M. Experimental Investigation of Hydrodynamic Parallel Surface Thrust Bearings with Textured Pads. World Tribology Congress, 2013. Torino, Italy, September 8-13, Torino, 2013, pp. 1-4.
