На основе уравнений Навье — Стокса и уравнения Ламе для случая «тонкого слоя» приводится метод формирования точного автомодельного решения задачи гидродинамического расчёта упругодеформируемого упорного подшипника c адаптированным профилем его опорной поверхности, работающего на трёхслойной смазке. Дана оценка влияния параметров, характеризующих адаптированный контур опорной поверхности ползуна, деформацию опорного слоя, вязкостное отношение слоёв и их протяжённостей на основные рабочие характеристики упорного подшипника. Установлены значения этих параметров, обеспечивающие рациональный, по несущей способности и силе трения, режим работы рассматриваемого упорного подшипника. Кроме того, установлены оптимальные области изменения конструктивных, режимных и всех функциональных параметров, определяющих работоспособность подшипников. Полученные данные позволяют создать базу данных для проектирования упорных подшипников, работающих на трёхслойной смазке.
адаптированный профиль, опорная поверхность, упругогидродинамический параметр, трёхслойная смазка, несущая способность, сила трения
Введение. Как известно, работа машин и их долговечность в значительной степени зависят от конструкции и качества подшипниковых узлов. Улучшение работы узлов трения может быть достигнуто совершенствованием методов расчёта подшипниковых узлов и их конструкций. В новых машинах и механизмах, как правило, проектируется рост скоростей вращающихся узлов, увеличение статических и ударных нагрузок, действующих на опоры скольжения. Задачей современной инженерной практики является повышение требований, предъявляемых к подшипникам скольжения. Это, прежде всего, обеспечение надёжной работы подшипников скольжения [1‒5]. Указанное требование выполняется при использовании упругих и податливых подшипников. В настоящее время возрос интерес к применению в узлах трения машин и механизмов упругодеформируемых подшипников, поскольку они обеспечивают большую устойчивость в работе, чем соответствующие жёсткие подшипники. Анализ существующих работ, посвящённых расчёту упругодеформируемых подшипников показывает, что в существующих расчётных моделях упорных подшипников не учитываются особенности взаимодействия смазочной жидкости с твёрдой опорной поверхностью как ползуна, так и направляющей. Профиль опорной поверхности упорного подшипника считается традиционным (линейным) и не обеспечивает его повышённую несущую способность. В известных работах [6‒10], посвящённых стратифицированному течению ньютоновской смазки в зазоре упорного подшипника, его опорная поверхность считается абсолютно жёсткой. Таким образом, задача связанная с разработкой расчётной модели упругодеформируемых упорных подшипников, работающих на трёхслойной смазке, обладающих повышенной несущей способностью остаётся нерешённой. Решение этой задачи является основной целью данной работы.
1. Rohde, S. M. Higher order finite element methods for the solution of compressible porous bearing problems / S. M. Rohde, K. P. Oh. - Int. Journal of Numerical Methods in Engineering. - 1975. - Vol. 9, № 4. - Pp. 903-911.
2. Rohde, S. M. A unified treatment of thick and thin film elastohydrodynamic problems by using higher order elements methods / S. M. Rohde, K. P. Oh. - Proc. R. Soc. Lond. A. 343, 1975. - Pp. 315-331.
3. Ахвердиев, К. С. Гидродинамический расчёт подшипников скольжения с использованием моделей слоистого течения вязкой и вязкопластичной смазки / К. С. Ахвердиев, П. А. Воронцов, Т. С. Черкасова // Трение и износ. - 1998. - Т. 16, № 6. - С. 698-707.
4. Ахвердиев, К. С. Математическая модель стратифицированного течения смазки в зазоре радиального металлополимерного подшипника скольжения / К. С. Ахвердиев, П. А. Воронцов, Т. С. Черкасова // Проблемы машиностроения и надёжности машин. - 1999. - № 3. - С. 93-101.
5. Ахвердиев, К. С. Гидродинамический расчёт радиального подшипника при наличии электромагнитного поля с учётом зависимости вязкости и электропроводимости от температуры / К. С. Ахвердиев, Е. О. Лагунова, М. А. Мукутадзе // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2009. - Т. 9, № 3 (42). - С. 529-536.
6. Ахвердиев, К. С. Стратифицированное течение двухслойной смазки в зазоре упорного подшипника, обладающего повышенной несущей способностью / К. С. Ахвердиев [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, № 2 (45). - С. 217-223.
7. Ахвердиев, К. С. Стратифицированное течение трёхслойной смазки в зазоре упорного подшипника, обладающего повышенной несущей способностью / К. С. Ахвердиев [и др.] // Трибология и надёжность : сб. науч. трудов X Междунар. конф. - Санкт-Петербург, 2010. - С. 15-24.
8. Ахвердиев, К. С. Стратифицированное течение трёхслойной смазки в зазоре упорного подшипника, обладающего повышенной несущей способностью / К. С. Ахвердиев, Е. Е. Александрова, М. А. Мукутадзе // Новые материалы и технологии в машиностроении : сб. науч. трудов по итогам Междунар. науч.-практ. конф. - Брянск, 2010. - Вып. 11. - С. 3-6.
9. Ахвердиев, К. С. Стратифицированное течение двухслойной смазки в зазоре упорного подшипника, обладающего повышенной несущей способностью и демпфирующими свойствами / К. С. Ахвердиев, Е. Е. Александрова, М. А. Мукутадзе // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике : мат-лы VIII Междунар. науч.-практ. конф. / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск, 2009. - С. 14-22.
