621.822.2, 519.63 Численное исследование влияния класса вязкости смазки на работу упорного подшипника скольжения

Соколов Н. В. (АО НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа/Казанский национальный исследовательский технологический университет), Хадиев М. Б. (Казанский национальный исследовательский технологический университет), Федотов П. Е. (Казанский (Приволжский) федеральный университет/ООО «АСТ Поволжье»), Федотов Е. М. (ООО «АСТ Поволжье»)

УПОРНЫЙ ПОДШИПНИК, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, СМАЗОЧНЫЙ СЛОЙ, НЕПОДВИЖНАЯ ПОДУШКА, ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД, КРАЕВАЯ ЗАДАЧА, КЛАСС ВЯЗКОСТИ, ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ, ВЫСОТА ЗАЗОРА


doi: 10.18698/2309-3684-2023-1-92111


Представлены исследования влияния класса вязкости подаваемого масла ISO VG32 и ISO VG46 в широком диапазоне скоростей ротора и рабочих зазорах на локальные и интегральные характеристики упорного подшипника скольжения с неподвижными подушками компрессора. Исследования проведены с помощью программы расчетов Sm2Px3Txτ на основе результатов численных экспериментов подшипника. Программа построена численной реализацией нестационарной периодической термоупругогидродинамической (ПТУГД) математической модели работы упорного подшипника. Результаты исследований указывают на существенное влияние класса вязкости масла на основные характеристики и температурный режим работы упорного подшипника. При замене масла ISO VG46 на более жидкое ISO VG32 происходит заметное снижение температур подушек подшипника и потерь мощности. Однако уровень этого изменения определяется задаваемым рабочим зазором между вращающимся упорным диском и подушками подшипника. Проанализировано влияние класса вязкости масла и профиля рабочей поверхности на температурный режим работы подушки. Определяются величина и расположение максимальной температуры подушки упорного подшипника, а также возможность применения на практике эталонной точки 75/75 из API-670.


Максимов В.А., Баткис Г.С. Трибология подшипников и уплотнений жидкостного трения высокоскоростных турбомашин. Казань, Фэн, 1998, 428 с.
Хадиев М.Б., Хамидуллин И.В. Компрессоры в технологических процессах. Расчет подшипников скольжения центробежных и винтовых компрессоров: монография. Казань, КНИТУ, 2021, 260 с.
Кламанн Д. Смазки и родственные продукты: cинтез, свойства, применение, международные стандарты. Москва, Химия, 1988, 486 с.
Тодер И.А., Розлер Г.М. Расчет предельных режимов работы подшипника жидкостного трения. Развитие гидродинамической теории смазки, 1970, c. 68–88.
Glavatskih S.B., DeCamillo S. Influence of oil viscosity grade on thrust pad bearing operation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 2004, vol. 218, iss. 5, pp. 401–412.
Brockwell K., Dmochowski W., Decamillo S.M. An investigation of the steady-state performance of a pivoted shoe journal bearing with ISO VG 32 and VG 68 oils. Tribology Transactions, 2004, vol. 47, pp. 480–488.
Свидетельство No 2020615227 Программа Sm2Px3Txτ – Динамически нагруженный упорный подшипник скольжения при постановке прямой задачи: свидетельство об офиц. регистрации программы для ЭВМ / П.Е.Федотов, Е.М. Федотов, Н.В. Соколов, М.Б. Хадиев; заявитель и правообладатель П.Е.Федотов, Е.М. Федотов, Н.В. Соколов, М.Б. Хадиев — No 2020612244; заявл. 02.03.2020; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 19.05.2020 — [1].
Максимов В.А. Хадиев М.Б., Федотов Е.М. Определение гидродинамических и тепловых характеристик упорных подшипников математическим моделированием. Вестник машиностроения, 2004, No 6, с. 39–45.
Подольский М.Е. Упорные подшипники скольжения: теория и расчет. Ленинград, Машиностроение, 1981, 261 с.
Sokolov N.V., Khadiev M.B., Maksimov M.B., Fedotov E.M., Fedotov P.E. Mathematical modeling of dynamic processes of lubricating layers thrust bearing turbo-chargers. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1158, art. no. 04219.
Соколов Н.В., Хадиев М.Б., Федотов П.Е., Федотов Е.М. Трёхмерное периодическое термоупругогидродинамическое моделирование гидродинамиче- ских процессов упорного подшипника скольжения. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2021, т. 20, No 3, с. 138–151.
Dowson D.C. A generalized Reynolds equation for fluid-film lubrication. International Journal of Mechanical Sciences, 1962, vol. 4, pp. 159–170.
He M., Byrne J.M., Cloud C.H., Vázquez J.A. Steady state performance predic- tion of directly lubricated fluid film journal bearings. Proceedings of the 41st Turbomachinery Symposium, 2012. DOI: 10.21423/R1PM0P
Федотов Е.М. Предельные схемы Галёркина-Петрова для нелинейного уравнения конвекции-диффузии. Дифференциальные уравнения, 2010, т. 46, No 7, с. 1033–1043.
Elwell R.C. Thrust bearing temperature/Part 1. Machine Design, 1971, June 24, pp. 79–81.
Elwell R.C. Thrust bearing temperature/Part 2. Machine Design, 1971, July 8, pp. 91–94


Соколов Н.В., Хадиев М.Б., Федотов П.Е., Федотов Е.М. Численное исследование влияния класса вязкости смазки на работу упорного подшипника скольжения. Математическое моделирование и численные методы, 2023, No 1, с. 92–111.


Работа выполнена за счет средств Программы стратегического академического лидерства Казанского (Приволжского) федерального университета («ПРИОРИТЕТ-2030»).


Скачать статью

Количество скачиваний: 151