The asymptotic solution to a problem of the hydrodynamic calculation of the radial two-layer porous bearing of infinite length with account for the permeability anisotropy of porous layers is presented. The solution is based on full nonlinear Navier — Stokes equations and Darcy's equation. The case when the porous layer permeability changes continuously in the radial direction, and then — the case when axes change both in radial and in circumferential directions are considered. As a result, a velocity and pressure field in the lubricant and porous layers is found. Analytical expressions for the main performance data of the bearing are obtained. The effect of nonlinear factors and anisotropy on the bearing basic performance is assessed. The conditions under which a radial non-uniform twolayer bearing according to the carrying capacity offers the double action property are determined. The most rational values of the design, operating, and other functional data defining the bearing operability are established.
porous bearing, two-layer porous plug, bearing capacity, friction coefficient, loading coefficient
Введение
Как известно [1, 2], применение вкладышей из спечённых пористых металлокерамических сплавов позволяет улучшить работу подшипников скольжения. Эти сплавы обладают антифрикционными свойствами. Они работают с меньшим износом, чем изготовленные из цветных металлов, и позволяют создать режим жидкостного трения за счёт замены масла в порах. Гидродинамический расчёт радиальных пористых однослойных подшипников — достаточно исследованный вопрос. В работах [3—5] приводятся расчётные модели однослойных пористых подшипников бесконечной и конечной длины. Здесь проницаемость пористого слоя в радиальном направлении считается постоянной. В то же время на поверхности пористой плёнки, прилегающей к смазочному слою, и в пористой втулке проницаемость задаётся скачкообразно. Это не позволяет написать непрерывные условия сопряжения при использовании многослойных пористых втулок, что является существенным недостатком приведённых в [3—5] расчётных моделей. До настоящего времени в известной нам литературе не представлено теоретическое исследование работ многослойных пористых подшипников с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв в радиальном направлении. Ниже приводится решение этой задачи для двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв и нелинейных факторов.
Постановка задачи
Рассматривается установившееся течение вязкой несжимаемой жидкости в зазоре двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв в радиальном направлении. Предполагается, что подшипник неподвижен, а шип вращается с угловой скоростью Ω.
Поместим начало полярной системы координат в центре подшипника.
1. Kochetova, S. F. Slozhnonagruzhennyy podshipnik konechnoy dliny s vkladyshem v vide ryada sploshnykh i poristykh vtulok, zapressovannykh v nepronitsaemyy korpus / S. F. Kochetova, I. S. Stasyuk // Vestnik RGUPS. - 2003. - № 2. - S. 34-41.
2. Matematicheskaya model' techeniya smazki v zazore radial'nogo podshipnika konechnoy dliny so sloistym poristym vkladyshem peremennoy tolshchiny / K. S. Akhverdiev [i dr.] // Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin. - 2000. - № 6. - S. 85-91.
3. Nikitin, A. K. Ob ustanovivshemsya dvizhenii vyazkoy neszhimaemoy zhidkosti v poristom podshipnike konechnoy dliny / A. K. Nikitin, S. S. Savchenkova // Mekhanika zhidkosti i gaza. - 1968. - № 2. - S. 132-140.
4. Akhverdiev, K. S. Ob odnom tochnom reshenii zadachi o radial'nom poristom podshipnike konechnoy dliny / K. S. Akhverdiev, L. I. Pryanishnikova // Trenie i iznos. - 1991. - T. 12, № 1. - S. 24-32.
5. Akhverdiev, K. S. Gidrodinamicheskiy raschet poristykh podshipnikov s peremennoy pronitsaemost'yu vdol' osi s uchetom nelineynykh faktorov / K. S. Akhverdiev, L. I. Pryanishnikova, Yu. I. Pustovoyt // Trenie i iznos. - 1993. - T. 14, № 5. - S. 813-821.
