Расчетная модель радиального подшипника с упругим опорным профилем подшипниковой втулки и металлическим покрытием поверхности вала

Аннотация

Статья посвящена разработке и анализу математической расчетной модели движения смазочного материала в рабочем зазоре радиального подшипника скольжения с упругим опорным профилем поверхности подшипниковой втулки и металлическим покрытием поверхности вала, обладающим истинно вязкими свойствами. Разработаны новые математические модели на основе базовых уравнений, учитывающих течение истинно вязкой жидкости для «тонкого слоя», податливость опорной поверхности подшипниковой втулки - уравнение Ламе, сжимаемость - уравнение состояния, формула Вейсбаха - Дарси, профиль расплавленного контура металлического покрытия поверхности вала - скорости диссипации механической энергии. Результаты проведенного численного анализа, полученные за счет изменения конструкции радиального подшипника, а также учета сжимаемости смазочного материала и расплава покрытия уточненных моделей, позволили получить качественную оценку эффективности податливого опорного профиля подшипниковой втулки и вала с металлическим покрытием. Выполнен сравнительный анализ полученных результатов теоретического и экспериментального исследования конструкций радиального подшипника: с металлическим покрытием; без покрытия; упругим опорным профилем; без учета упругости опорного профиля; с учетом сжимаемости; без учета сжимаемости смазочного материала. В завершение комплекса исследований проведены экспериментальные испытания, которые подтвердили правильность результатов теоретических исследований. Оригинальность разработанных расчетных моделей, учитывающих применение дополнительного смазывания металлическим покрытием на поверхности вала для компенсации аварийного недостатка смазочного материала, сжимаемость смазочного материала, а также податливость опорной поверхности подшипника, состоит в применении методики получения их точных автомодельных решений. В результате теоретического, экспериментального исследования и сравнительного анализа имеющихся научных результатов с полученными установлено, что применение исследованных радиальных подшипников скольжения с учетом вышеуказанных факторов значительно повышает несущую способность (на 8…9 %), а коэффициент трения снижается на 7…8 %.