- обґрунтований вибір основних параметрів модельного ГГІП [1, 3, 4, 11] ;

- теоретично й експериментально визначені енергетичні характеристики й навантажувальнаа здатність ГГІП [6, 9, 10] .

(3)

де мg - динамічний коефіцієнт в'язкості газу, Па•с; ра - атмосферний тиск чи тиск поза підшипником, Па; RВ - радіус втулки, мм; Hg - товщина газового шару, мм; (dn) - параметр швидкохідності, мм•хв^-1

При характерних значеннях параметрів ГГІП: dn = (0,5…5) 10⁷ мм•хв^-1; Hg ? (2…5)10^-6 мм; RВ = 25 мм; ра = 10⁵ Па; для повітря м ? 2•10^-5 Па•с параметр Л має порядок 10¹⁰. При Л> ? характеристики газодинамічного підшипника (навантажувальна здатність та статична жорсткість) визначаються відповідно за формулою:

(4)

де ; - відносний ексцентриситет в газовому прошарку; l - довжина робочої частини підшипника.

Розглянуті характеристики газової складової змащення при малих (е_g,>0) і великих (е_g,>1) відносних зміщеннях, оцінено вплив тангенціальних і відцентрових сил. Вантажопідйомність газового шару визначена так само як для одноклинового газодинамічного підшипника з врахуванням тангенціальних відцентрових сил інерції при Л> ?:

(5)

Важливою характеристикою газового шару g є зведене критичне число Рейнольдса, яке визначає умову ламінарного руху в газовому шарі. За прийнятих параметрів ГГІП критичну товщину газового зазору визначили за формулою:

(6)

При заданих умовах (1) і великих зміщеннях ( е_g > 1 ), коли статична жорсткість газового шару значно менша за статичну жорсткість рідинного шару J_СТh (J_СТg << J_СТh) гідравлічний шар стає еластомером з жорсткістю J_Рh в радіальному напрямі від його вільної поверхні в глибину стає залежністю, яка має вигляд

J_Рh , Па•м^-1. (7)

При великих зміщеннях е_g > 1 деформація рідинного шару може виявитися одного порядку з величиною газового прошарку, що обумовлює необхідність врахування цієї деформації.

У третьому розділі проведені теоретичні дослідження газо-гідравлічних інерційних підшипників. Мастильний шар ГГІП розглядався відповідно до схеми на рис. 2. До статичних характеристик шпиндельних підшипників належать: енергетичні втрати потужності на тертя N_TP, або момент тертя М_TP; навантажувальні характеристики: навантажувальна здатність W i статична жорсткість J підшипника. При цьому вони визначаються характеристиками обох шарів мащення (W_h, W_g, J_h, J_g). В залежності від умов мащення і режимів роботи жорсткість j_h шару h на 2 - 3 порядки вища за жорсткість j_g шару g, тобто шар h можна вважати практично твердим. Тому при зміщеннях е_g < 0,5 властивості ГГІП збігаються з властивостями аеродинамічного радіального підшипника нескінченної довжини. Відхилення є лише у випадку гальмування вільної поверхні шару h при його взаємодії з шаром g. При е_g>0 колові сили взаємодії на межі поділу шарів g i h нерівномірні і залежать від кутової координати ц. При коловому русі шару h за рахунок його більшої інерційності і в'язкості, ніж шару g, можна вважати V_h(ц) = const, тобто не залежить від кутової координати ц. При центральному положенні шипа w у втулці B (рис. 2) завдяки взаємогальмуванню частин шарів g i h на межі поділу шарів

(8)

де - безрозмірний параметр мастильного шару ГГІП (параметр взаємогальмування), який характеризує відносний розподіл розсіювання енергії на тертя в шарах газу і рідини.

Відношення на межі розподілу шарів g i h колової швидкості при зміщенні еg від Vcе до Vc визначається з врахуванням взаємогальмування з формули

(9)

Втрати потужності на тертя у шарах g i h визначаються так:

(10)

Розрахунковий аналіз показав, що в діапазоні (dn) = 10⁶…10⁷ мм•хв^-1:

1. Відносне гальмування (V_се /R_В) на межі шарів g i h більше проявляється зі зменшенням товщини і збільшенням в'язкості шару h. Тому з метою підвищення швидкохідності слід обирати рідинну складову мащення з мінімальною в'язкістю. 2. Сумарні втрати потужності на тертя виникають за рахунок втрат тільки в газовому шарі. Досягнутою швидкохідністю при обраних параметрах ГГІП слід вважати (dn) = (0,7...0,8)?10⁷ мм?хв, оскільки при цьому наступає турбулентний режим (Re_g > Re_{g кр}), і прийнята модель течії в газовому шарі є неправомірною. Порівняльні розрахунки були проведені при таких самих параметрах, але в якості рідини - гас, який має меншу в'язкість і густину. При зменшенні в'язкості рідини фактор гальмування V_се /(R_Bщ ) на межі розділу шарів стає помітнішим. Тому статичні жорсткості J_CTg і J_CTg обох шарів зменшуються, але зменшуються і сумарні втрати на тертя за рахунок зменшення втрат у газі N_TPg, а втрати N_TPh в рідинному шарі стають одного порядку з втратами в газовому шарі. Аналогічно впливає збільшення товщини рідинного шару H_h.

Межа режиму ламінарного руху в газовому шарі зміщується в бік зменшення параметра швидкохідності (dn) = (0,5...0,6)?10⁷ мм•хв^-1. При цьому жорсткість рідинного шару залишається досить високою, а газового - істотно зменшується. Отже, можна керувати статичними енергетичними і навантажувальними характеристиками підшипника за рахунок підбору оптимального для заданих умов співвідношення між H_h і H_g, а також фізичних параметрів складових компонентів мастильного середовища. За співвідношенням навантажувальних і енергетичних характеристик властивості запропонованого нового способу мащення є найефективніші. За рахунок перерозподілу тертя між шарами рідини і газу вдається досягнути високих значень сумарної статичної жорсткості при порівняльно малих втратах потужності на тертя.

Демпфування в ГГІП відбувається за рахунок в'язкої сили демпфування, яка пропорційна швидкості руху втулки в радіальному напрямі за координатою r: де ч - коефіцієнт в'язкого тертя.

Енергія, яка витрачається при цьому русі, розсіюється у вигляді тепла в шарах газу і рідини. Коефіцієнти в'язкого тертя в шарах рідини і газу є відповідно такими:

(11)

де Де_g - малий приріст відносного ексцентриситету в підшипнику.

Коефіцієнт в'язкого тертя в шарі газу має від'ємну величину, яка зменшується як при збільшенні товщини рідинного шару H_h, так і при збільшенні відносного ексцентриситету е_g, тобто демпфувальна здатність газового шару при цих умовах зменшується. Якщо порівняти коефіцієнт в'язкого тертя в шарі газу ч_g і в шарі рідини ч_h, то можна констатувати, що - більший приблизно на 3...4 порядки. Від'ємні значення ч_g вказують на те, що при зміщенні е_g відбувається вивільнення енергії тертя в шарі газу за рахунок гальмування на межі поділу шарів g і h. При збільшенні е_g демпфувальна здатність шару зменшується.

За рахунок значних величин чh і Jh сумарні характеристики також можуть досягати значних величин. Результати розрахунків сумарної жорсткості JУ показали, що при відносно малих товщина Нh шару рідини статичні жорсткості Jg і Jh можуть бути порівняльними за величиною. В сумарні характеристики жорсткості й демпфірування значну частку вносить шар рідини. Для малов'язкої рідини залежності чУ і JУ істотно нелінійні і мають екстремальний характер, що ускладнює аналіз динаміки ротора . Для в'язкої рідини залежності чУ і JУ приблизно лінійні: чУ мають тенденцію зростання, а JУ практично сталі від Hh.

При збільшенні зміщення чУ і JУ зростають в усіх випадках.

Газовий шар у ГГІП може бути джерелом виникнення так званого напівшвидкісного вихору. Умова стійкості ГГІП така сама, як для звичайного газодинамічного підшипника:

(12)

де m - зведена до підшипника маса шпинделя.

Оскільки J_У, Н/мкм розраховувалася в функції (dn), а напівшвидкісний вихор розвивається від нульового зміщення (е_g = 0), то останню умову можна переписати з врахуванням розмірностей у вигляді запасу за швидкохідністю:

(13)

Виникнення напівшвидкісного вихору більш імовірне для малов'язкої рідини (гас), але в цілому запас стійкості складає K_(dn) = 2...6 разів. Критичне значення параметра швидкохідності (dn)_кp, при якому спостерігається втрата стійкості і розвиток напівшвидкісного вихору відповідає випадку використання в якості рідини гасу приблизно (dn)_к =2,5? 10⁷ мм·хв^-1; для випадку використання мастила Т₅₇ у дозвуковому діапазоні руху в газовому шарі швидкостей втрати стійкості не спостерігається. Синхронний вихор виникає від дисбалансу і спостерігається як биття втулки з частотою щ обертів ротора. Найбільш небезпечною є частота щ_р резонансних коливань, яка дорівнює власній частоті системи ротор - мастильний шар підшипника. Резонансна частота синхронного вихору щ_р, при якій спостерігається максимум амплітуди синхронного вихору - це кутова частота ротора, яка дорівнює половині критичної кутової частоти щ_к, коли втрачається стійкість і виникає напівшвидкісний вихор. Формула для оцінювання запасу стійкості щодо виникнення резонансних коливань від дисбалансу має вигляд:

(14)

Тут сумарна жорсткість визначається при е_g 0, так само як для навантаженого підшипника.

Для малов'язкої рідини запас стійкості зменшується зі збільшенням товщини H_h шару рідини; для рідини в'язкішої запас стійкості приблизно сталий. Крім цього, запас стійкості в обох випадках збільшується зі зміщенням е_g. Для малов'язкої рідини є граничне значення H_h, яке відповідає резонансним коливанням. Враховуючи те, що критична частота обертання щ_к приблизно в 2,5 разів більше за резонансну частоту щ_р, то відповідно резонанс не впливає на розвиток напівшвидкісного вихору. Отже проведений аналіз дозволяє зробити висновок, що ГГІП забезпечує стійку роботу високошвидкісного навантаженого ротора.

У четвертому розділі описані експериментальні дослідження ГГІП. Вони виконувалися на спеціальному стенді в умовах автоматизації зняття, оброблення і узагальнення наукових результатів. Для досліджених підшипників характерним є двофазний, газорідинний потік мастила під дією значних за розміром інерційних і гідродинамічних сил, який раніше не вивчався. Тому на першому етапі були проведенні експериментальні дослідження на фізично подібній моделі підшипника.

Необхідними умовами для моделювання ГГІП є подібність натурного зразка і моделі: геометрична, кінематична, гідродинамічна і теплова. Проведений розмірний аналіз дозволив отримати співвідношення для масштабів m модельної опори:

(15)

де індекс “М” - стосується до модельної опори, “Н” - натурного підшипника;

k_l - геометричний масштаб моделювання.

При експериментальних дослідженнях модельного ГГІП застосовувалися дві схеми встановлення модельної опори: схема для - експериментального визначення статичних і динамічних навантажувальних характеристик та для експериментального визначення енергетичних характеристик.

Досить складною технологічною задачею було забезпечення в ході експерименту потрібного значення параметра взаємогальмування шарів мащення: б₀=м_gH_h/(м_hH_g)=idem відносно товщини шарів H_h, H_g. Ця задача розв'язувалася при виготовленні деталей 1 і 2. При обробці втулки з дюралюмінію різниця між діаметрами 120^+0,1 і 120^*** згідно теоретичним дослідженням, складала 0,1 мм. Це забезпечувало товщину до Н_h 0,05 мм з врахування хвилястості поверхні А. Робоча поверхня 120^*** шипа з сірого чавуну СЧ 15-32 оброблялася по заміру того ж розміру втулки з допуском 120^***(^+0,01) і шліфувалася з допуском на некруглість 0,001 мм. Потім поверхня 120^*** втулки притиралася на координатно розточувальному верстаті тією ж поверхнею шипа до отримання зазору 0,001...0,002 мм. У кінці поверхня 120^*** шипа полірувалася. Це дозволило отримати після оброблення (за замірами) Н_h 0,043 мм і Н_g 0,0068 мм. При обробленні втулки 1 з дюралюмінію різниця між діаметрами 120^+0,1 і 120^*** згідно з теоретичними дослідженнями, складала 0,1 мм.

Момент тертя М_{Т Р} за досягнутої частоти обертання 28780 хв^-1 становив М_ТР = 0,33 Нм і повільно зменшувався при витримці за рахунок нагріву модельної опори. За цієї частоти обертання змінювався режим тертя з переходом на сприйняття навантаження модельною опорою. Для цього проводилося дозування рідинної частини (гасу) мастильного шару ГГІП, а потім проводилося продування стиснутим повітрям робочої поверхні розгінного підшипника (РП) опори і розгін до робочої частоти приводу 60000 хв^-1.

При одночасній роботі РП в гідродинамічному режимі і модельної опори сумарний момент тертя склав 0,226 Нм. При цьому зменшилися вібрації. Продування РП показало істотне зменшення М_ТР до 0,026 Нм. Для стабілізації температури опора охолоджувалася зовні з торця стиснутим повітрям. Порівняння експериментальних і розрахункових даних показало добрий збіг значень М_ТР у сталеному температурному і швидкісному режимах роботи модельної опори.

Для визначення навантажувальних характеристик з встановленням модельної опори за схемою втулка модельної опори витримувалася за максимальної частоти обертання протягом 10...15 с до встановлення стабільного температурного режиму і стійкого “спливання” шипа. Після цього проводилося Після цого проводилося програмне встановлення на “нуль” показів давачів Ф1 і Ф2. При експериментах проводилася реєстрація коливань контрольної поверхні шипа одночасно за координатами х і у. Маса m шипа змінювалася встановленням у технологічний отвір шипа змінної оправки з магнітом'якого матеріалу.

У п'ятому розділі наведені порівняльна оцінка та результати оптимізації характеристик ГГІП. За основні критерії працездатності підшипників роторів взято такі показники: швидкохідність (dn), мм•хв^-1; навантажувальна здатність W, H; статична жорсткість J, Н•мкм^-1; демпфувальна здатність ч, Н•мкм^-1•с; енергетичні втрати N_TP, Вт. Разом з цими показниками зручно користуватися наступними безрозмірними критеріями :

(16)

де і - відповідно безрозмірна демпфувальна і навантажувальна здатності, у яких названі вище параметри зведені до основних розмірностей системи СІ: кг, м, с.

Оскільки в загальному випадку показники J, N_TP, W залежать від швидкохідності, то безрозмірні критерії (16) можуть розглядатися як залежності від (dn), а спільне подання р_W і р_Т можливе у вигляді комплексного показника:

(17)

Було проведено порівняння характеристик (N_тр - енергетичні втрати, ч - коефіцієнта демпфування і J - статичної жорсткості) основних типів підшипників (діаметр шийки 30 і 50 мм): ПК - кочення, АДП - аеродинамічні, ГДП - гідродинамічні, ГСП - гідростатичні, ГГІП - газо-гідравлічні. Співставлення характеристик підшипників показало, що: 1) за втратами на тертя ГГІП одного порядку з АДП; 2) статична жорсткість ГГІП вища за статичні жорсткості ПК, ГСП і ГДП; 3) демпфувальна здатність ГГІП є одного порядку з демпфувальною здатністю рідинних підшипників - ГДП і ГСП; 2) значно вищі або порівняльні основні характеристики забезпечуються при більш високій швидкохідності ГГІП. Цей аналіз показав, що ГГІП займають абсолютно нову нішу, як опори ВШР, за рахунок власних унікальних характеристик.

Задача параметричної оптимізації ГГІП є багатокритеріальною, умовною і багатопараметричною. В якості скалярної згортки векторного критерію був обраний мультиплікативний, який відповідає комплексному критерію (17):

(18)

з областю допустимих розв'язків:

Розроблено процедуру оптимізації параметрів ГГІП методом комплексів (алгоритм Бокса) в середовищі Delphi 7. У табл. 1 наведені результати оптимізації параметрів ГГІП з робочим діаметром d = 50 мм і частотою обертання n = 140000 хв^-1, що відповідає швидкохідності (dn) = 10⁷ мм?хв^-1, газ - повітря, мастильна рідина - мастило турбінне Т₅₇, відносний ексцентриситет у газовому шарі е_g = 0,5.

Таблиця 1. Оптимальні параметри ГГІП

Висновки

У дисертаційної роботі проведено теоретичні й експериментальні дослідження, спрямовані на визначення навантажувальної здатності й енергетичних характеристик високошвидкісних радіальних газо-гідравлічних інерційних підшипників. При цьому отримані такі наукові й практичні результати:

1. Обґрунтовано працездатність і можливість досягнення потрібного рівня характеристик ГГІП як опор високошвидкісних роторів.

2. Розроблено методологію визначення навантажувальної здатності і енергетичних характеристик на основі математичних моделей мастильного шару ГГІП двох типів:

а) гідростатичний - для оцінювання навантажувальної здатності шару рідини;

б) гідро- і газодинамічний - для визначення величини втрат потужності в рідинному і газовому шарі, навантажувальної здатності підшипника.

3. Встановлені умови стійкості ГГІП для запобігання виникнення синхронного та напівшвидкісного вихорів (13), (14).

4. Розроблені алгоритм, програму і методику розрахунків оптимальних параметрів ГГІП у залежності від заданих вихідних характеристик.

У результаті проведених досліджень встановлено:

· механізм перерозподілу втрат потужності на тертя між газовим і рідинним шарами мащення й здатність сприйняття навантаження шарами, який визначається безрозмірним параметром , де ? відповідно коефіцієнт динамічної в'язкості і товщина газового мастильного шару;

· основні втрати потужності в ГГІП на тертя відбуваються в газовому шарі, бо в шарі рідини середня швидкість V_C на межі розподілу фаз її частин практично рівна швидкості на поверхні втулки V_h; значні втрати відбуваються в газовому шарі у зв'язку з великими деформаціями зсуву цього шару; максимальна товщина газового шару визначається межею переходу від ламінарного режиму потоку до турбулентного; при використанні в якості газового мастила повітря прийнятними можна вважати втрати на тертя за швидкохідності dn, яка лежить у межах від 510⁶ до 110⁷ ммхв^-1;

· енергетичні і навантажувальні властивості ГГІП відповідають вимогам, що ставляться до опор високошвидкісних роторів: висока швидкохідність (dn до 10⁷ мм?хв^-1) і висока статична жорсткість (= 0,610³ ? 1010³ H/мкм, яка зростає при використанні вязкішої рідини) за порівняно малих втрат потужності на тертя = 1,2 кВт). Можна керувати цими характеристиками підшипника за рахунок підбору оптимального для заданих умов співвідношення між товщинами рідинного H_h і газового H_g шарів, а також - фізичних параметрів складових компонентів мастильного середовища;

· при зменшенні коефіцієнта динамічної в'язкості рідини і збільшенні товщини рідинного шару H_h фактор гальмування V_C /(R_Bщ) на межі поділу шарів стає помітнішим (зростає до 1), тому статичні жорсткості J_CTg і J_CTh обох шарів зменшуються, але зменшуються і сумарні втрати на тертя за рахунок зменшення втрат потужності N_TPg в газовому шарі. Втрати N_TPh у рідинному шарі стають одного порядку з втратами в газовому шарі;

· з метою підвищення швидкохідності слід обирати рідинну складову мащення з мінімальною в'язкістю;

· запас стійкості ГГІП за резонансними коливаннями при синхронному вихорі і запас стійкості при напівшвидкісному вихорі більший при використанні в'язкішої рідини. Для малов'язкої рідини запас стійкості зменшується зі збільшенням товщини H_h шару рідини; для рідини з більшою в'язкістю запас стійкості приблизно сталий (2,2-2,6); запас стійкості в обох випадках збільшується зі збільшенням ексцентриситету, а для малов'язкої рідини є граничне значення товщини рідинного шару (), коли починається втрата стійкості;

· оптимальні параметри мащення ГГІП ? товщини шарів газу і рідини та їхні фізико-механічні властивості визначаються безрозмірним параметром і потрібним рівнем навантажувальних та енергетичних характеристик підшипника;

· залежність втрат на тертя в модельній опорі має стабільний характер (для модельної опори момент тертя М_ТР ? 0,25…0,26 Нм) і не змінюється в часі, а величина цих втрат нижча за втрати в звичайному газодинамічному підшипнику (М_ТР ? 0,6 Нм) за аналогічних параметрів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Гордєєв О.Ф. Сучасний стан і проблеми високошвидкісної і високопродуктивної обробки на верстатах / О.Ф. Гордєєв, П.О. Захаров,

Н.Т. Зубовецька // Вісті Академії інженерних наук України. - 2004. - №3(23). - с. 9-12.

2. Гордєєв О.Ф. Чисельна модель рідкої фази мастила надвисокошвидкісних газогідравлічних підшипників шпинделів верстатів / О.Ф. Гордєєв, П.О. Захаров, Н.Т. Зубовецька // Вісник Житомирського державного технологічного університету. - Житомир, - 2003. - №2. - С.42-45.

3. Захаров П.О. Вибір оптимальних параметрів газо-гідравлічних інерційних підшипників / П.О. Захаров, Н.Т. Зубовецька // Наукові нотатки: міжвуз. збірн. (за напрямом Інженерна механіка). - Луцьк: Ред.-вид. ЛДТУ. - 2007. - Вип. 20. - С.171-174.

4. Захаров П.О. Теоретичне обґрунтування вибору основних параметрів модельного газогідравлічного інерційного підшипника / П.О. Захаров, Н.Т. Зубовецька , В.І. Шваб'юк // Машинознавство. - 2002. - №11(65). - С. 33-36.

5. Зубовецька Н.Т. Гідродинамічна різницева модель рідкої фази мастила газогідравлічних підшипників / Н.Т. Зубовецька // Наукові нотатки: міжвуз. збірн. (за напрямом Інженерна механіка). - Луцьк: Ред.-вид. ЛДТУ. - 2002 . - Вип. 11. - С.160-165.

6. Зубовецька Н.Т. Динамічні характеристики високошвидкісного роторного газо-гідравлічного інерційного підшипника / Н.Т. Зубовецька // Машинознавство. - 2008. - №4. - С. 42-47.

7. Шваб'юк В.І. Побудова статичної моделі газогідравлічного інерційного підшипника / В.І. Шваб'юк , Захаров, Н.Т. Зубовецька // Наукові нотатки: міжвуз. збірн. (за напрямом Інженерна механіка). - Луцьк: Ред.-вид. ЛДТУ. -2003. - Вип. 13. - С.381-385.

8. Гордєєв О.Ф. Обґрунтування математичної моделі змащення швидкісних шпиндельних газо-гідравлічних підшипників / О.Ф. Гордєєв, Н.Т. Зубовецька, П.О. Захаров // Матеріали міжнародної наукової конференції “Технологическое управление качеством поверхности деталей машин”. - Київ. - 2003. - С.35-39.

9. Захаров П.О. Оцінка швидкохідності радіальних газогідравлічних інерційних підшипників по втратах на тертя / П.О.Захаров, Н.Т. Зубовецька // Матеріали V міжнародної науково-методичної конференції «Інтеграція освіти, науки і виробництва». - Луцьк. - 2001. - С. 89-93.2.

10. Зубовецька Н.Т. Оптимизация газогидравлического шпиндельного подшипника по энергетическим потерям и нагрузочным характеристикам / Н.Т. Зубовецькая, А.Ф. Гордєєв, П.О. Захаров // Матеріали першої міжнародної науково-технічної конференції “Машинобудування та металообробка - 2003”. - Кіровоград. - 2003. - С.250-256.

11. Пат. № 2675 Україна. Гідрогазовий підшипник / Зубовецька Н.Т - Заявник і власник патенту ЛДТУ. - №u2003109413; заявл. 20.10.2003; опубл. 15.07.2004, Бюл. № 7.

Анотація

Abstract

Zubovetska N.Т. Loading ability and power descriptions of high-speed radial gas-hydraulic inertial bearings-Manuscript. This is a Thesis of the candidate of engineering sciences (graduate degree) admitted on 05.02.02 under the title of "Engineering Science". Lutsk National Technical University, Lutsk, 2009.

Dissertation work is d evoted determination of loa ding ability and power descriptions of high-speed radial gas-hydraulic inertial bearings.

In theory the mechanism of redistribution of losses of power is ascertainable on friction between the gas and liquid layers of oiling and ability of perception of loading by layers. It is an established fact that the optimum parameters of the GGIB oiling (thickness of the layers of gas and liquid and their physico-mechanical properties) are determined by the dimensionless parameter of lubricating layer and by the necessary level of energy and energy based features of a bearing. The conditions for providing the susceptibility of the GGIB on resonances are determined by oscillation at a synchronized spinning and the spinning at half the speed. The GGIB capacity is established both experimentally and theoretically with technical parameters being on the whole higher than the similar parameters of bearings of other types.

Keywords: rotor, gas- hydraulic inertia bearing, oiling, firmness, loading and power descriptions, frequency of rotation, high-speed.

Аннотация

Зубовецкая Н.Т. Определение нагрузочной способности и энергетических характеристик высокоскоростных газо-гидравлических инерционных подшипников.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.02 - „Машиноведение”. Луцкий национальный технический университет, Луцк, 2010.

Диссертация посвящена определению нагрузочной способности и энергетических характеристик высокоскоростных газо-гидравлических инерционных подшипников.

Актуальность работы обуславливается развитием технологий, связанных с использованием высокоскоростных роторных систем, таких процессов как: высокоскоростная обработка на станках, ультрацентрифугирование, приборы с использованием гироскопов, транспортные и энергетические турбины и др., и вытекающими из этого требованиями конструирования высокоскоростных роторов на новом, более высоком техническом уровне.

Научную основу диссертации составляет теоретический анализ условий смазывания поверхностей высокоскоростного радиального роторного газо-гидравлического инерционного подшипника. Теоретически определен механизм перераспределения потерь мощности на трение между газовым и жидкостным слоями смазки и способность восприятия нагрузки слоями. Установлено, что оптимальные параметры смазки ГГИП - толщины слоев газа и жидкости и их физико-механические свойства определяются безразмерным параметром смазочного слоя который характеризует относительное распределение рассеивания энергии на трение в слоях газа и жидкости, и необходимым уровнем силовых и энергетических характеристик подшипника. Показано, что в диапазоне изменения скоротного параметра (dn) = 10⁶…10⁷ мм*мин^-1 относительное торможение на границе слоев жидкости и газа больше проявляется с уменьшением толщины и увеличением вязкости жидкого слоя. Поэтому с целью повышения быстроходности следует избирать жидкостную составляющую смазки с минимальной вязкостью. Суммарные потери мощности на трение в опоре обеспечиваются в основном за счет потерь в газовом слое. Достижимою быстроходностью подшипника следует считать (dn) = (0,7...0,8)?10⁷ мм?мин.