Приводится асимптотическое решение задачи гидродинамического расчёта радиального двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв. Данное решение основано на полных нелинейных уравнениях Навье — Стокса и уравнении Дарси. Рассматривается случай, когда проницаемости пористых слоёв меняются непрерывно в радиальном направлении, а затем — случай, когда оси меняются как в радиальном, так и в окружном направлениях. В результате найдено поле скоростей и давлений в смазочном и пористом слоях. Получены аналитические выражения для основных рабочих характеристик подшипника. Дана оценка влияния нелинейных факторов, а также анизотропии на основные рабочие характеристики подшипника. Найдены условия, при которых радиальный неоднородный двухслойных подшипник по несущей способности обладает свойством подшипника двойного действия. Установлены наиболее рациональные значения конструктивных, режимных и других функциональных параметров, определяющих работоспособность подшипника.
пористый подшипник, двухслойная пористая втулка, несущая способность, коэффициент трения, коэффициент нагруженности
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. Кочетова, С. Ф. Сложнонагруженный подшипник конечной длины с вкладышем в виде ряда сплошных и пористых втулок, запрессованных в непроницаемый корпус / С. Ф. Кочетова, И. С. Стасюк // Вестник РГУПС. - 2003. - № 2. - С. 34-41.
2. Математическая модель течения смазки в зазоре радиального подшипника конечной длины со слоистым пористым вкладышем переменной толщины / К. С. Ахвердиев [и др.] // Проблемы машиностроения и надёжности машин. - 2000. - № 6. - С. 85-91.
3. Никитин, А. К. Об установившемся движении вязкой несжимаемой жидкости в пористом подшипнике конечной длины / А. К. Никитин, С. С. Савченкова // Механика жидкости и газа. - 1968. - № 2. - С. 132-140.
4. Ахвердиев, К. С. Об одном точном решении задачи о радиальном пористом подшипнике конечной длины / К. С. Ахвердиев, Л. И. Прянишникова // Трение и износ. - 1991. - Т. 12, № 1. - С. 24-32.
5. Ахвердиев, К. С. Гидродинамический расчёт пористых подшипников с переменной проницаемостью вдоль оси с учётом нелинейных факторов / К. С. Ахвердиев, Л. И. Прянишникова, Ю. И. Пустовойт // Трение и износ. - 1993. - Т. 14, № 5. - С. 813-821.
