Динамика смазочного слоя и устойчивость работы опор скольжения - Автореферат

Диссертационная работа посвящена изучению нестационарного течения вязкого слоя жидкости или газа в опорах скольжения, формирования тонкого слоя между двумя поверхностями, взаимодействия поверхностей в опорах с учетом смазочного слоя, а также динамики роторов в опорах скольжения. Основное уравнение для определения давления смазки в подшипнике скольжения, полученное из системы уравнений Навье-Стокса и уравнения неразрывности на основе гипотез гидродинамической теории смазки с учетом малости толщины смазочного слоя по сравнению с характерными размерами подшипника и условиями прилипания смазки на поверхностях подшипника, называется уравнением Рейнольдса. Для исследования динамики роторов в подшипниках скольжения и моделировании течения смазки в подшипнике необходимо определять значение и направление подъемной силы в подшипнике, коэффициенты матриц жесткости и демпфирования подшипника скольжения. Цели работы Главной целью работы является развитие теоретических вопросов нестационарного течения жидкостей и газов в током слое между двумя поверхностями, а также применение вязких жидкостей и газов в качестве смазывающего вещества в машиностроении, приборостроении и других областях техники с учетом наличия дополнительных факторов, таких как упругие свойства поверхностей, силовые воздействия на границы, вращательные и колебательные движения поверхностей, изменение формы поверхностей, ограничивающих смазочный слой. Для достижения поставленной цели были решены следующие вопросы: а) Рассмотреть вопросы формирования тонкого слоя между двумя поверхностями, геометрии тонкого слоя около неподвижной и подвижной поверхностей. б) Изучить пространственное нестационарное течение тонкого слоя вязкой жидкости между двумя произвольно движущимися твердыми поверхностями и вопросы устойчивости равновесного положения и периодического движения вала в опорах скольжения. в) Рассмотреть реакции слоя при числах Маха, приближающихся к критическим, и возможность работы опор скольжения с газовой смазкой при числах Маха, превосходящих критические значения. г) Исследовать вопросы нестационарного течения газового, а также жидкостного слоя между двумя твердыми стенками, одна из которых свободна и колеблется с большой частотой. д) Получить ответ на вопрос о роли смазки при качении нагруженного шара по деформируемой поверхности.В 1 главе рассмотрены вопросы геометрии тонкого слоя около неподвижной и подвижной поверхности. Дан способ формирования тонкого слоя между двумя поверхностями и основные соотношения в геометрии тонкого слоя. Если же первая поверхность с точкой А и нормальным вектором эллиптическая, а другая поверхность с точкой В и нормалью гиперболическая, то отношение гауссовых кривизн поверхностей будет отрицательным и условие формирования слоя не будет выполняться (теорема Г.А.Во 2 главе приведены результаты определения нестационарного поля давлений в слое жидкости между двумя произвольно движущимися твердыми стенками, также приведены результаты исследований динамики роторов в опорах скольжения, в том числе исследование устойчивости равновесного положения или периодического движения шипа на слое смазки. Не применяя метода усреднения инерционных членов по толщине слоя, в данной работе дано интегрирование уравнений пространственного нестационарного течения вязкой жидкости в линейной постановке задачи. Решение такой задачи позволяет: а) обосновать и указать область применимости решений уравнений пространственного нестационарного течения вязкой жидкости, полученных с помощью приближенного метода, основанного на усреднении инерционных членов по толщине слоя жидкости. Показано, что в задачах гидродинамической теории смазки этот метод применим. б) дан приближенный и удобный при решении более сложных задач гидродинамической теории смазки метод учета торцевого истечения жидкости при определении поля давлений. Интегрирование уравнений пространственного нестационарного течения тонкого слоя вязкой жидкости между двумя произвольно движущимися твердыми стенками с граничными условиями прилипаемости смазки к поверхности рассматривается в данной работе.В данной главе рассмотрены основные вопросы нестационарного движения газа в цилиндрической опоре скольжения и предварительно некоторые вопросы устойчивости центрального равновесного положения ротора в опоре с газовой смазкой. При малых числах и условие устойчивости центрального равновесного положения шипа в цилиндрической опоре с газовой смазкой полностью совпадает с условием устойчивости центрального равновесного положения вала в опоре с несжимаемой смазкой. Результаты по исследованию устойчивости равновесного положения шипа, методы стабилизации равновесного положения и другие вопросы для несжимаемой смазки, полностью переносятся для опор с газовой смазкой при малых числах и газового слоя. Для того, чтобы показать, что с ростом чисел и характеристики опоры и динамика ротора в опорах скольжения с газовой смазкой существенно изменяются, рассмотрены вопросы динамики неуравновешенного ротора в опорах скольжения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ