Пожелания читателей

 

Номера журнала

 

Об издании

 

На главную

 
 
 
   

 
 
ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ. Бесчастных В.Н., Булат П.В.

Практика проектирования газовых подшипников для холодильных машин. Часть II. Проектирование и методика расчета гибридных подшипников

В.Н. Бесчастных, главный конструктор ЗАО «Плакарт», канд. физ.­мат. наук П.В. Булат, pavelbulat@mail.ru, Университет, ИТМО, С.­Петербург
В статье рассмотрена практика проектирования и расчета гибридных подшипников, включая определение грузоподъемности, учет динамических режимов работы. Дана постановка прямой задачи расчета, в ходе которой по заданной геометрии сегмента подшипника и толщине смазочного слоя вычисляется распределение сил давления, полей скорости и определяется равнодействующая сил давления, действующих на сегмент. При решении обратной задачи дан алгоритм определения параметров подшипника по заданной несущей способности и расходу рабочего тела. Отдельное внимание уделено расчету свободно поворачивающихся самоустанавливающихся сегментов, которые при вращении обеспечивают создание дополнительной подъемной силы за счет эффекта Бернулли. Приведены сведения об оптимизации формы сегмента и системы подачи воздуха сегментного гибридного подшипника. Продемонстрированы преимущества подшипника с замкнутым контуром и серповидным соплом. Рассмотрены основные виды нестационарных движений вала: полускоростной вихрь, параметрический резонанс, эффект Зоммерфельда, биения. Продемонстрировано «квантование» предельных циклов прецессирования ротора при различных уровнях начальных возмущений.
Ключевые слова: газостатический подшипник, газодинамический подшипник, проектирование и методика расчета гибридных газовых подшипников, газовая смазка.
Список литературы
1. Бесчастных В.Н., Равикович Ю.А. Газовый подшипник тяжелого ротора газотурбинных двигателей. Опыт разработки и перспективы внедрения// Вестник МАИ. 2010. № 3. Т.17. С. 84–94.
2. Булат П.В. Ударная и детонационная волна с точки зрения теории интерференции газодинамических разрывов – геометрический смысл уравнений газовой динамики сверхзвуковых течений // Журн. Фундаментальные исследования. 2013. № 10. Ч 9. С. 1951–1954.
3. Булат П.В., Засухин О.Н., Усков В. Н. О классификации режимов течения в канале с внезапным расширением // Теплофизика и аэромеханика. 2012. № 2. http://www.sibran.ru/journals/issue.php?ID=120122.
4. Булат П.В., Усков В.Н. Об исследовании колебательного движения газового подвеса ротора турбохолодильных и детандерных машин. Ч. I. Постановка задачи// Вестник МАХ. 2012. № 3. С. 3–7.
5. Булат П.В., Усков В. Н. Об исследовании колебательного движения газового подвеса ротора турбохолодильных и детан­дер­ных машин. Ч. II. Колебания давления в соплах питающей системы на сверхкритическом режиме работы // Вестник Международной академии холода. 2013. № 1. С. 57–60.
http://vestnikmax.com/vestnikmax.ru/?q=ru/node/349.
6. Давыдов А.В., Снитко А.А., Корнилков Н.А., Леонтьев М.К., Дегтярев C.А. Роторная динамика компрессора с электромотором на АМП // Газотурбинные технологии, 2012. № 5. С. 28–35.
7. Beschastnyh, V.N. and Bulat P.V. Method of Sliding Bearings Static Characteristics Calculation // American Journal of Applied Sciences. 2014. № 11 (11). pp. 1959–1963.
8. Bulat P.V. and Bulat M.P. Design of gas­static bearing – statement of problem. // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 27. №7.
9. Bulat P.V., Uskov V. N. Shock and detonation wave in terms of view of the theory of interaction gasdynamic discontinuities. // Life Science Journal. 2014. № 11.
10. Bulat P.V., Uskov V.N., Arkhipova L. P. Classification of Gas­dynamic Discontinuities and their Interference Problems. // Research Journal of Applied Sciences. 2014. № 8, рр. 2248–2254.
11. Bulat P.V., Uskov V.N., Arkhipova L. P. Gas­dynamic discontinuity conception. // Research Journal of Applied Sciences. 2014. № 8, рр. 2255–2259 С. http://www.maxwellsci.com/print/rjaset/v8­2255­2259.pdf.

Practice of gas bearings design for refrigerating machines. Part II. Design and mathod of calculation of hybrid bearings
V.N. Beschastnykh, chief designer, “Plakart” close corporation;
Candidate of physico­mathematical sciences P.V. Bulat, University ITMO. St.Petersburg
The article examines the practice of design and calculation of hybrid bearings including the definition of the bearings capacity and account of dynamical regimes of operation. The putting of the direct task of calculation is set up. In the course of the task the distribution of pressure forces, speed fields are calculated according to a given geometry of the bearing segment and the thickness of the lubrication layer. Also a resultant of pressure forces affecting the segment is defined. At resolving the inverse task the algorithm of defining the bearing parameters according to a designated bearings capacity and consumption of a working medium is given. A special attention is paid to the calculation of rotating self­adjusting segments that provide an additional lift force at rotation due to the Bernoulli Effect. The information on optimization of the segment form and the system of air supplying of the segment hybrid bearing is cited. The advantages of the bearing at closed loop and crescent­shaped nozzle are shown. The main types of non­stationary motions of the shaft are examined as follows: semi­speed rotation, parametric resonance, Sommerfeld effect, beating. A “quantization” of limited cycles of the rotor precessing at different levels of initial agitations is shown.
Keywords: gas­static bearing, gas­dynamic bearing, design and method of calculation of hybrid gas bearings, gas lubrication.
References
1. Beschastnykh V.N., Ravikovich Yu.A. Gas bearing of a heavy rotor of gas­turbine engines. Experience of development and perspectives of implementation. Vestnik MAI. 2010. №3, V.17. P. 84–94.
2. Bulat P.V. Shock and detonation wave in terms of view of the interference theory of gas­dynamic discontinuities as a geometrical sense of the equations of gas dynamics of supersonic flows//J. Fundamentalnye issledovania. 2013. №. 10, P. 9. P. 1951–1954
3. Bulat P.V., Zasukhin O.N., Uskov V.N. On classification of flow regimes in the channel at sudden expansion// Teplofizika I aeromekhanika. 2012. №2. – 209–22 P. http://www.sibran.ru/journals/issue.php?ID=120122.
4. Bulat P.V., Uskov V.N. On investigation of the oscillating motion of a gas hanger of the rotor of turborefrigeration and expander machines. Part I. A task setting up//Vestnik MAKH. 2012. № 3. P. 3–7.
5. Bulat P.V., Uskov V.N. On investigation of the oscillating motion of a gas hanger of the rotor of turborefrigeration and expander machines. Part II. Pressure fluctuations in nozzles of the feeding system at operation supercritical regime//Vestnik mezhdunarodnoy akademii kholoda. 2013. № 1. P. 57–60. http://vestnikmax.com/vestnikmax.ru/?q=ru/node/349.
6. Davydov A.V., Snitko A.A., Kornilkov N.A., Leontiev M.K., Degtyarev S.A. Rotor dynamics of the compressor with an electromotor on AMB// “Gazoturbinnye tekhnologii”, 2012. № 5. P. 28–35.
7. Beschastnyh, V.N. and Bulat P.V. Method of Sliding Bearings Static Characteristics Calculation // American Journal of Applied Sciences. 2014. № 11 (11). pp. 1959–1963.
8. Bulat P.V. and Bulat M.P. Design of gas­static bearing – statement of problem. // World Applied Sciences Journal. 2013. Vol. 27. №7.
9. Bulat P.V., Uskov V. N. Shock and detonation wave in terms of view of the theory of interaction gasdynamic discontinuities. // Life Science Journal. 2014. № 11.
10. Bulat P.V., Uskov V.N., Arkhipova L. P. Classification of Gas­dynamic Discontinuities and their Interference Problems. // Research Journal of Applied Sciences. 2014. № 8, рр. 2248–2254.
11. Bulat P.V., Uskov V.N., Arkhipova L. P. Gas­dynamic discontinuity conception. // Research Journal of Applied Sciences. 2014. № 8, рр. 2255–2259 С.
http://www.maxwellsci.com/print/rjaset/v8­2255­2259.pdf.

Назад