Повышение несущей способности радиальных гибридных подшипников с газовой смазкой судовых турбомашин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.05, кандидат наук Куценко Наталья Владимировна

• Куценко Наталья Владимировна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Куценко Наталья Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Обзор исследований в области повышения несущей способности газовых опор

1.1 Исследования в области повышения несущей способности газовых опор

1.1.1 Станкостроение

1.1.2 Приборостроение

1.1.3 Энергетика и холодильная техника

1.2 Методы повышения несущей способности

1.2.1 Разработка специальных методик проектирования

1.2.2 Оптимизация параметров подшипников

1.2.3 Внесение конструктивных изменений и разработка новых конструкций

1.3 Предлагаемый конструктивный тип гибридного радиального подшипника с

газовой смазкой

1.4. Расчетные математические модели при проведении исследований для газовых подшипников и изучаемые характеристики

1.4.1 Общее описание задачи

1.4.2 Аналитические методы, преимущества и недостатки

1.4.3 Численные методы

1.5 Виды исследуемых характеристик газовых опор

1.6 Подтверждение адекватности теоретических результатов

1.7 Выводы по главе

Глава 2 Математическая модель радиального гибридного подшипника

2.1 Общее описание математической модели

2.2 Расчетная схема подшипника

2.3 Уравнения движения газа в смазочном слое

2.4 Уравнения формы зазора

2.5 Профилирование рабочей поверхности

2.6 Окончательный вид уравнений формы смазочного зазора с учетом профилирования

2.7 Расчет зазора с учетом деформации упругого основания

2.8 Интегральные характеристики

2.9 Безразмерные комплексы

2.10 Выводы по главе

Глава 3 Анализ результатов физического эксперимента

3.1. Принципиальная схема и методика проведения эксперимента

3.2 Описание конструкции экспериментальной установки

3.2.1 Ротор

3.2.2 Подшипники с наддувом воздуха

3.3 Оценка погрешности эксперимента

3.3.1 Погрешность измерения давления наддува Рз

3.3.2 Погрешность измерения эксцентриситета е

3.3.3 Погрешность при измерении перемещения ротора А

3.3.4 Погрешность при измерении радиального зазора с

3.4 Результаты эксперимента и их анализ

3.5 Выводы по главе

Глава 4 Численный эксперимент

4.1 Общее описание

4.2 Газодинамические параметры

4.2.1 Величины Ьvarдтах

4.2.1.1 Параметр Щ

4.2.1.2 Параметр Ь var

4.2.1.3 Параметр д.тах

4.2.2 Число х

4.3 Вторая группа - газостатические параметры

4.3.1 Параметр 1р

4.3.2 Относительное давление наддува Р8

4.3.3 Параметр А

4.4 Третья группа — общие геометрические параметры

4.5 Описание инженерной методики

4.5.1 Общие положения

4.5.2 Исходные параметры

4.5.3 Определение длины и диаметра подшипника

4.5.5 Определение величины смазочного зазора

4.5.6 Определение оптимальной формы смазочного зазора

4.5.7 Проектирование упругих элементов

4.6 Определение газостатических параметров

4.7 Результаты расчета

4.8 Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение несущей способности радиальных гибридных подшипников с газовой смазкой судовых турбомашин»

Актуальность темы исследования

В настоящее время турбомашины нашли самое широкое применение в различных отраслях техники.

Перспективное развитие турбомашин ориентировано на увеличение мощности путем увеличения частоты вращения роторов, которое влечет за собой проблему надежности и долговечности опор роторов. Возможное решение проблемы заключается в применении подшипников скольжения, смазка которых осуществляется рабочими телами — материалами с малой вязкостью — газами.

Основным преимуществом подшипников с газовой смазкой является очень низкая сила трения, возникающая при относительном движении рабочих поверхностей узла трения. Это преимущество дает возможность получить высокие частоты вращения роторов при минимальных потерях энергии на преодоление сил трения, низкой скорости изнашивания деталей машин.

Кроме вышеупомянутого, газовая смазка имеет и другие преимущества по сравнению с жидкостной смазкой:

— газовая смазка предотвращает загрязнение окружающей среды, так как подшипник смазывается той средой, в которой работает, и не требует дополнительных смазочных составов;

— при работе компрессоров и вентиляторов в газоохлаждаемых реакторах смазка при высоком уровне радиации разрушается, но многие газы устойчивы к радиации;

— применение подшипников с газовой смазкой удешевляет и упрощает конструкцию машины;

— опоры с газовой смазкой имеют высокий уровень демпфирования, работают с весьма малыми потерями и нагревом.

Подводя итог вышесказанному, можно указать, что турбомашина с газовыми опорами является высокоэффективной машиной при минимальных потерях на трение и практически полном отсутствии износа рабочих поверхностей.

Тем не менее развитие машин такого типа замедляется недостатками газовых подшипников, одним из которых является низкая несущая способность смазочного слоя. Устранение этого недостатка особенно актуально в случае применения газовых подшипников в судовых турбомашинах, в которых опоры выдерживают существенную нагрузку (по сравнению, например, с опорами роторов гироскопов в приборостроении). Поэтому работа, направленная на повышение несущей способности газовых опор, является актуальной.

Степень разработанности темы исследования

Подшипники со смазкой газом успешно применяются во многих машинах, приборах и аппаратах.

В настоящее время основными отраслями внедрения газовых опор стали энергомашиностроение, станкостроение, авиационная и космическая техника, приборостроение. Перспективным представляется применение газовой смазки и в судовых энергетических установках.

Проблемой газовой смазки занимаются многие научно-исследовательские организации и вузы в нашей стране и за рубежом. Многие работы направлены на повышение несущей способности газовых опор, что также указывает на актуальность решения этой задачи.

Большой вклад в развитие теории газовой смазки внесли отечественные ученые: В.С. Баласаньян, А.И. Белоусов, Ю.Б. Болдырев, В.С. Виноградов, Н.С. Галанов, В.В. Дидов, Е.Г. Грудская, В.Ф. Данильченко, В.П. Жедь, Н.Д. Заблоцкий, Г.А. Завьялов, А.В. Космынин, Я.М. Котляр, М.В. Коровчинский, Г.А. Лучин, Л.Г. Лойцянский, А.А. Лохматов, В.А. Максимов, Ю.В. Пешти, С.В. Пинегин, Г.А. Поспелов, Ю.А. Равикович, А.И. Самсонов, Н.П. Седько, И.Е. Сипенков, А.И. Снопов, Л.Г. Степанянц, Ю.Б. Табачников, С.Н. Шатохин, С.А. Шейнберг, И.Л. Шишкин, В.С. Щетинин и др., а также ряд зарубежных исследователей: В.И. Гарисон (W.I. Harrison), С.К. Гринелл (S.K. Grinnell), В.А. Гросс (V.A. Gross), Н.С. Грессэм (N.S. Grassam), В.Н. Константинеску (V.N. Constantinescu), Х.А. Мори (H.A. Mori), Дж.У. Пауэлл (J.W. Powell) и др.

Целью диссертационной работы является повышение несущей способности радиальных опор с газовой смазкой.

Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать перспективную конструкцию радиального гибридного подшипника, обеспечивающего повышенную несущую способность смазочного слоя по сравнению с существующими конструкциями газовых подшипников.

2. Предложить математическую модель разработанного гибридного подшипника.

3. Разработать программу расчета и оптимизации характеристик исследуемых подшипников.

4. Провести физический эксперимент.

5. Подтвердить адекватность полученных с помощью математической модели теоретических результатов результатами физического эксперимента.

6. Провести численный эксперимент по исследованию свойств разработанных подшипников.

7. Разработать инженерную методику расчета и оптимизации радиальных гибридных подшипников с профилированием рабочих поверхностей клиновидными участками.

Научная новизна

1. Доказана повышенная несущая способность смазочного слоя радиальных гибридных подшипников с профилированной рабочей поверхностью относительно несущей способности радиальных газовых подшипников существующих конструктивных типов.

2. Получены зависимости несущей способности радиальных гибридных подшипников от режимных и конструктивных параметров.

3. Получены оптимальные значения параметров подшипника, определяющие максимум несущей способности при заданных условиях.

Теоретическая значимость работы

1. Результаты теоретических исследований (численного эксперимента) расширяют представление о процессах в смазочном слое радиальных гибридных и газодинамических подшипников с газовой смазкой.

2. Решена оптимизационная задача получения максимума несущей способности предлагаемого радиального гибридного подшипника с газовой смазкой.

Практическая значимость работы

1. Разработан конструктивный тип радиального подшипника с газовой смазкой, защищенный патентом, имеющий повышенную несущую способность по сравнению с существующими радиальными подшипниками на газовой смазке;

2. Предложена инженерная методика расчета и оптимизации радиальных гибридных подшипников с профилированием рабочих поверхностей клиновидными участками.

Методы исследования

Численный и физический эксперименты.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты численного исследования характеристик радиального гибридного подшипника с профилированием рабочих поверхностей клиновидными участками.

2. Инженерная методика расчета радиальных гибридных подшипников с профилированием рабочих поверхностей клиновидными участками.

3. Рекомендации по проектированию радиальных гибридных подшипников с профилированием рабочих поверхностей клиновидными участками.

Достоверность научных результатов определяется использованием фундаментальных законов и апробированных классических методов теории

газовой смазки, экспериментальной проверкой результатов теоретических исследований.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

— на научной конференции «Вологдинские чтения», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, декабрь 2012 г.;

— научно-техническом конкурсе «Флот России» среди студентов и аспирантов, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 16 декабря 2012 г. — 4 февраля 2013 г.;

— Международной заочной научно-практической конференции «Вопросы образования и науки в XXI веке», Консалтинговая компания Юком, г. Тамбов, 2629 апреля 2013 г.;

— Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы создания и эксплуатации тепловых двигателей в условиях Дальневосточного региона России», Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск, 16-20 сентября 2013 г.;

— Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития судоходства и транспорта в Азиатско-Тихоокеанском регионе», Дальрыбвтуз, г. Владивосток, 16-17 мая 2013 г.;

— Региональной научно-практической конференции «Малые города - точки роста производительных сил региона», Дальневосточный федеральный университет, г. Большой Камень, 30-31 мая 2014 г.;

— Региональной научно-практической конференции «Молодежь и научно-технический прогресс - 2014», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, апрель-июнь 2014 г.;

— V международной научно-практической конференции «Современные научные исследования: инновации и опыт», Национальный межотраслевой институт «Наука и образование», г. Екатеринбург, 07-08 ноября 2014 г.;

— 62-й международной молодежной научно-технической конференции «Молодежь. Наука. Инновации», МГУ им. адмирала Г.И. Невельского, г. Владивосток, 18-25 ноября 2014 г.;

— научно-практической конференции молодых ученых «Наука, техника, промышленное производство: история, современной состояние, перспективы», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 22-26 декабря 2014 г.;

— Всероссийской научно-практической конференции «Теоретические и прикладные аспекты в гуманитарных, технических, общественных и естественных науках. Поиск устойчивых решений», Негосударственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Санкт-Петербургский институт проектного менеджмента», г. Санкт-Петербург, 19-20 марта 2015 г.;

— II международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы науки и техники», ИЦРОН, г. Самара, 07 апреля 2015 г.;

— Международной научной конференции «Современные технологии и развитие политехнического образования», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 14-18 сентября 2015 г.;

— 63-й международной молодежной научно-технической конференции «Молодежь. Наука. Инновации», МГУ им. адмирала Г.И. Невельского, г. Владивосток, 17-20 ноября 2015 г.;

— Международной научной конференции «Современные технологии и развитие политехнического образования», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 19-23 сентября 2016 г.;

— 3-й Международной научной конференции «Полярная механика», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 27-30 сентября 2016 г.;

— Двенадцатой научно-практической конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока», МГУ им. адмирала Г.И. Невельского, г. Владивосток, февраль 2017 г.;

— Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Научно-технологическое развитие судостроения (НТРС-2017)», Крыловский научный центр, г. Санкт-Петербург, 16-17 октября 2017 г.;

— III Всероссийской научно-практической конференции «Военно-инженерное дело на Дальнем Востоке России», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, 14-25 января 2019 г.;

— Региональной научно-практической конференции «Молодежь и научно-технический прогресс», Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, апрель 2019 г.;

— Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве», НГТУ, г. Нижний Новгород, 16-17 декабря 2021 г.

Глава 1 Обзор исследований в области повышения несущей способности

газовых опор

В настоящей главе проводится обзор состояния исследований в области газовой смазки. В соответствии с целью работы обзор проводится для определения наиболее эффективных методов повышения несущей способности газовых подшипников. Кратко рассмотрены исследования современных ведущих центров и ученых в области газовой смазки, применяемые типы газовых опор, расчетные модели, методы решения задач газовой смазки и способы подтверждения адекватности разрабатываемых моделей.

1.1 Исследования в области повышения несущей способности газовых

опор

Проведем обзор публикаций научных центров, при описании результатов исследований которых упоминается задача повышения несущей способности газовых опор. Разделим их на группы в зависимости от отрасли промышленности, для которой направлены основные результаты работы этих организаций.

1.1.1 Станкостроение

Комсомолъский-на-Амуре государственный университет (КнАГУ)

Ученые КнАГУ разрабатывают и исследуют опоры, которые нашли применение в станкостроении, криогенной и авиакосмической технике, метрологическом оборудовании, гироскопических устройствах, газотурбинных установках, в атомной энергетике [52, 76]. Разрабатываются комбинированные радиальные (гибридные) газомагнитные опоры для шпиндельных узлов металлорежущего оборудования и шлифовальных станков [53, 62]. Такие опоры сочетают в себе свойства газостатических и магнитных опор [54]. Проводятся исследования эксплуатационных характеристик газостатических подшипников с пористыми вставками [55, 77]. Для финишной высокоскоростной обработки отверстий малого диаметра шпиндельных узлов металлообрабатывающих станков ученые рассматривают газостатические опоры с частично пористой вставкой [51,

78, 79, 115], а также упорные подшипники с лабиринтными уплотнениями [65, 66].

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Проводятся исследования сферических аэростатических подшипников с пористыми вкладками, через которые осуществляется наддув [30], а также газодинамических подшипников со спиральными канавками, активная зона которых образована двумя близко расположенными твердыми поверхностями, а другая профилирована спиральными микроканавками [36]. Такие опоры предлагается применять в прецизионных станках металлообработки, приборостроении, в шпиндельных узлах станков с ЧПУ для алмазного точения, фрезерования и шлифования деталей различного назначения (металлооптика, гелиоэнергетика, оптические элементы, штампы линз Френеля) [94, 95].

1.1.2 Приборостроение

В целом для приборостроения не ставится задача повышения несущей способности, поскольку здесь на первый план выдвигаются другие проблемы. Например, работа измерительных и навигационных приборов, в которых применяют газовые опоры, зависит от моментов увода, создаваемых аэродинамическими силами. Эти моменты вносят ошибку в измерения прибора, так как постоянно пытаются повернуть чувствительный элемент [34].

Тем не менее в отдельных работах, посвященных опорам, применяемым в приборостроении, рассматриваются вопросы, связанные и с повышением несущей способности. В работах ученых Южно-Уральского государственного университета представлены результаты исследования газодинамических опор скольжения со спиральными и винтовыми канавками [32].

1.1.3 Энергетика и холодильная техника

Повышением несущей способности газовых опор в данной области занимаются многие ученые и организации как в нашей стране, так и за рубежом. Например, вопрос повышения несущей способности освещается в публикациях российских ученых — Московского авиационного института (МАИ);

Университета информационных технологий, механики и оптики г. Санкт-Петербург; Государственного технического университета г. Орел; Национального исследовательского университета МЭИ (Московский энергетический университет), а также в зарубежных изданиях Лаборатории прикладной механики Политехнической школы Лозанны в Швейцарии; Университета науки и технологии, Краковской горно-металлургической академии в Польше; Сеульского национального университета науки и техники в Южной Корее; Харбинского технологического университета, Китайской академии инженерной физики, г. Мяньян.

В ряде работ ученых МАИ [10, 11] рассматриваются гибридные подшипники с самоустанавливающимися под действием динамических нагрузок сегментами для тяжелых роторов турбогенераторов. В частности, описывается пример двухвальной установки турбогенератора мощностью 1000 кВт, которая используется в качестве силовой установки локомотива. Частота вращения одного ротора 12000 об/мин, масса 90 кг, второго ротора 26000 об/мин, масса 250 кг.

Совместно с учеными из Московского авиационного университета над проблемой применения газовой смазки работают ученые из Университета информационных технологий механики и оптики г. Санкт-Петербург. Они ведут исследования радиальных газостатических подшипников нескольких типов (с цилиндрическими питателями, с простым щелевым отверстием и колодок со сложной формой смазочного слоя) [37, 38], для винтовых компрессоров [39, 40]. Также исследователи занимаются проектированием гибридных самоустанавливающихся сегментных газостатических подшипников для турбомашин аэрокосмической техники [9, 12, 13]. Применяя различные конструкции газовых опор, оптимизируя их, ученые решают задачу повышения несущей способности.

Коллектив Государственного технического университета г. Орел работает над повышением несущей способности подшипников с газовой смазкой для высокооборотных турбомашин, рабочая частота которых около 100 000 об/мин. В разное время ученые исследовали различные типы подшипников. Начиная с

лепестковых газодинамических опор [98], исследователи перешли к гибридным электронно-механическим подшипникам, которые состоят из подшипника качения, лепестков, электромагнитных катушек и пьезоприводов [129].

1.2 Методы повышения несущей способности

По результатам литературного обзора было выявлено, что повысить несущую способность или жесткость смазочного слоя можно несколькими методами, а именно: разработкой специальных методик проектирования, оптимизацией параметров подшипников, внесением конструктивных изменений или разработкой новых типов газовых опор.

1.2.1 Разработка специальных методик проектирования

Разработка методик расчета может рассматриваться как работа по повышению несущей способности, поскольку неверный расчет приводит к проектированию опор с низкой несущей способностью. При этом правильное проектирование, т.е. правильный подбор параметров подшипника, может существенно улучшить такие характеристики, как несущая способность или жесткость [30, 51, 79, 94, 115].

1.2.2 Оптимизация параметров подшипников

Математические модели и составленные на их основе программные комплексы позволяют повысить несущую способность путем оптимизации параметров. Критерием оптимизации может являться минимум или максимум одной из интегральных характеристик подшипника в зависимости от рассматриваемой практической задачи. Из наиболее распространенных критериев можно указать максимум несущей способности и минимум расхода газа, подаваемого на смазку [9, 11, 12, 37, 38, 62, 66]. Наиболее часто исследуют влияние конструктивных параметров на основные интегральные характеристики.

В качестве примера можно привести оптимизационную задачу, рассматриваемую О.А. Красильниковой (КнАГУ) [65].

На первом этапе решается задача нахождения конструкции гладкощелевого подшипника, оптимизированной по четырем параметрам: диаметру первого ряда питателей, диаметру второго ряда питателей и количеству питателей в каждом ряду. На втором этапе ставится задача нахождения оптимальной геометрии лабиринтных уплотнений [65].

1.2.3 Внесение конструктивных изменений и разработка новых конструкций

Совместно с разработкой специальной методики проектирования и оптимизации параметров газовых опор встречается метод повышения несущей способности путем внесения конструктивных изменений или создания новых типов опор.

Так, в установках с микротурбинами предлагается использовать лепестковый газодинамический подшипник с перекрывающимися лепестками [97]. Газодинамические подшипники хорошо себя зарекомендовали в экстремальных условиях работы при сверхвысоких скоростях. Поэтому в последнее время предлагается много конструкций различных подложек и исследований таких подшипников, например: подшипники с металлической сеткой, с эластичной резиновой лентой, многоконсольные лепестки в опорах, выпуклые опорные лепестки, которые покрываются различными материалами [120, 131-133].

Многие коллективы работают над созданием и изучением гибридных опор. Например, предлагается конструкция гибридной опоры, которая совмещает в себе поворачивающиеся сегменты и наддув [13, 40].

Коллектив КнАГУ предлагает использовать газостатические подшипники с частично пористой стенкой вкладыша [55, 78] и пористые кольцевые уплотнения [76]. По мнению авторов данных работ, применение частично пористого вкладыша повысит несущую способность, опоры будут виброустойчивы по сравнению с питающими отверстиями или микроканавками [103]. Также ученые предлагают для повышения несущей способности использовать совмещение положительных свойств газодинамических и частично пористых газостатических подшипников в одной опоре, т.е. работа подшипника будет осуществляться в гибридном режиме [77].

Еще одним направлением повышения несущей способности является применение радиального гибридного подшипника, который совмещает в себе газостатическую и магнитную опоры. Авторы указывают, что такой тип имеет более высокую несущую способность по сравнению с газостатическими и газодинамическими подшипниками [52, 54].

Ученые из Южной Кореи разрабатывают опорно-упорный лепестковый комбинированный подшипник, в котором наддув осуществляется через металлическую сетку, она же служит подложкой [117].

Коллективом ученых Государственного университета УНПК был предложен гибридный электронно-механический подшипник, который состоит из подшипника качения, лепестков, электромагнитных катушек и пьезоприводов. Данная гибридная опора способна повысить несущую способность путем разделения и дублирования подшипников качения и скольжения [129].

1.3 Предлагаемый конструктивный тип гибридного радиального подшипника с газовой смазкой

На основании рассмотренных методов повышения несущей способности автором для достижения поставленной в работе цели - повышения несущей способности газовых опор - были выбраны два метода: разработка новых конструкций газовых опор и оптимизация параметров подшипника.

В области разработки новых конструкций наиболее эффективным направлением, по мнению автора, является применение гибридных опор, совмещающих в себе свойства газостатических и газодинамических подшипников. Повышение несущей способности в таком подшипнике представляется очевидным, а конструкция не должна быть слишком сложной. Дальнейшие исследования показали правильность сделанных предположений [21, 22, 73, 118].

Предлагаемые гибридные опоры [22, 73], совмещающие в себе свойства газодинамических и газостатических подшипников, должны иметь профилирование клиновидными участками, которые совместно с серповидным

зазором в радиальном подшипнике обеспечивают возникновение газодинамического эффекта при относительном движении рабочих поверхностей.

Под профилированием будем понимать конструктивное изменение профиля рабочей поверхности подшипника, который в первоначальном виде представлен как цилиндр (в плоском изображении - в виде окружности). На рис. 1.1 показаны схемы подшипников с профилированием клиновидными участками.

/ М

в г

Рис. 1.1. Схемы радиальных подшипников с профилированной рабочей поверхностью: а -подшипник с жесткой рабочей поверхностью, б - подшипник с перекрывающимися лепестками,

в - подшипник с не перекрывающимися лепестками, г - подшипник с упругой подложкой и пакетом лепестков; 1 - лепестки, 2 - цапфа, 3 - упругая подложка, 4 - питатели (подача сжатого газа); I - профилированный участок, II - непрофилированный участок

Профилирование рабочих поверхностей может производиться не только в подшипниках с жесткой рабочей поверхностью (рис. 1.1, а), в которых клиновидные участки получают обработкой рабочей поверхности (механической обработкой, ионным травлением и пр.), но и в подшипниках с податливой рабочей поверхностью (лепестковых или фольговых). В таких подшипниках изменение цилиндрического профиля получают путем применения дополнительных элементов (лепестков) (рис. 1.1, б-г).

Газостатический эффект обеспечивается подачей в смазочный зазор через отверстия 4 (питатели) газа, сжатого от внешнего источника.

В зависимости от типа подшипника (с жесткой рабочей поверхностью или упругой) подача газа может осуществляться различными способами. Например, как показано на рис. 1.1 (а), для подшипников с жесткой рабочей поверхностью газ можно подавать через рабочую поверхность подшипника. Для подшипников с упругими рабочими поверхностями, в силу очевидных сложностей организации подачи газа сквозь упругие элементы, питатели можно расположить на поверхности шипа (рис. 1.1, б-г). Следует отметить, что при этом усложняется конструкция машины, поскольку необходимо организовать движение сжатого газа внутри вала с последующим выходом в смазочный зазор.

В разработанной математической модели [25] расположение питателей на поверхности подшипника или шипа не влияет на характеристики подшипника и не уточняется.

1.4. Расчетные математические модели при проведении исследований для газовых подшипников и изучаемые характеристики

Для оптимизации параметров подшипника (по максимуму несущей способности) необходимо предложить соответствующую математическую модель, подобрать методы решения уравнений [25, 27].

Поскольку предполагалось разработать новый тип конструкции газового подшипника, то автоматически появилась задача разработки новой математической модели или, точнее, корректировки существующих для нового конструктивного

типа подшипника. Необходимо было рассмотреть какие расчетные модели газовой смазки и методы их решения используются в настоящее время, и подобрать наиболее подходящие варианты для решения этой задачи.

1.4.1 Общее описание задачи

Благодаря вязкости газа и его движению в тонком слое переменной величины при относительном движении поверхностей, которые образуют данный слой, возникает повышенное давление в данном слое и, как следствие, возрастает несущая способность. Решаемая задача сводится к расчету характеристик движения этого газа. Необходимо определить распределение давления в слое, а затем и интегральные характеристики - несущую способность, жесткость смазочного слоя, расход газа, подаваемого на смазку, момент и мощность трения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Куценко Наталья Владимировна, 2022 год

Список литературы

1. Алексеев Г.В. Численные методы решения задач математической физики. Учебное пособие. - Владивосток : ДВГУ, 1987. - 87 с.

2. Ардашев В.И., Мамикоянц Л.А. Турбодетандеры высокого давления на опорах с газовой смазкой // Тр. МВТУ им. Баумана. - 1974. - Вып. 193. - С. 1518.

3. Ахвердиев К.С. Моделирование процесса шумообразования шпиндельных бабок сверлильных деревообрабатывающих станков с опорами скольжения с газовой смазкой // Вестн. РГУПС. - 2011. - № 3. - С. 149-152.

4. Ахвердиев К.С. Моделирование процесса шумообразования фрезерных деревообрабатывающих станков с опорами двойного действия с газовой смазкой // Вестн. ДГТУ. - 2012. - № 2(63), вып. 1. - С. 11-16.

5. Ахвердиев К.С., Константинов В.А., Солоп С.А. Газовый радиальный подшипник с повышенной несущей способностью, обладающий демпфирующими свойствами // Новые материалы и технологии в машиностроении. - 2010. - № 11. - С. 6-11.

6. Ахвердиев К.С., Лагунова Е.О., Ванеев К.А. Математическая модель прогнозирования влияния электромагнитного поля на устойчивость функционирования радиального подшипника, работающего на электропроводящей газовой смазке // Вестн. ДГТУ. - 2012. - Т. 12, № 6(67). - С. 17-23.

7. Ахвердиев К.С., Мукутадзе М.А., Константинов В.А. Газовый упорный подшипник повышенной несущей способности с податливой опорной поверхностью // Вестн. ДГТУ. - 2010. - Т. 10, № 7(50). - С. 1039-1046.

8. Байков Б.П., Бордуков В.Г., Иванов П.В., Дейч Р.С. Турбокомпрессоры для наддува дизелей. Справочное пособие. - Л. : Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1975. - 200 с.

9. Бесчастных В.Н., Булат М.П. Практика проектирования газовых подшипников для холодильных машин. Часть II. Проектирование и методика

расчета гибридных подшипников // Холодильные машины и агрегаты. - 2015. - № 8. - С. 31-35.

10. Бесчастных В.Н., Равикович Ю.А. Газовый подшипник тяжелого ротора газотурбинных двигателей. Опыт разработки и перспективы внедрения // Вестн. МАИ. - 2010. - Т. 17, № 3. - С. 91-98.

11. Бесчастных В.Н., Равикович Ю.А., Соколов А.Н. Определение статической грузоподъемности сегментного подшипника // Вестн. МАИ. - 2009. -Т. 16, № 1. - С. 84-94.

12. Булат М.П. Методика расчета статических характеристик подшипников скольжения // Теоретические и прикладные аспекты современной науки : сборник научных трудов по материалам VIII Международной научно-практической конференции / под общ. ред. М.Г. Петровой. - Белгород : ИП Петрова М.Г., 2015.

- Ч. III. - С. 15-22.

13. Булат М.П., Продан Н.В Оптимизация сегментного гибридного газостатического подшипника // Теоретические и прикладные аспекты современной науки : сборник научных трудов по материалам VIII Международной научно-практической конференции / под общ. ред. М.Г. Петровой. - Белгород : ИП Петрова М.Г., 2015. - Ч. III. - С. 22-27.

14. Ванеев К.А., Лагунова Е.О. Математическая модель гидродинамического расчета радиального подшипника, работающего на электропроводящей газовой смазке с учетом влияния магнитного поля // Вестн. РГУПС. - 2012. - № 3. - С. 152-156.

15. Ваулин С.Д., Федоров В.Б., Федоров А.В. Методы расчета и экспериментального определения характеристик бесконтактных опор высокоскоростных роторных систем // Вестн. ЮУрГУ. Серия «Машиностроение».

- 2014. - № 3 (14). - С. 11-15.

16. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. Изд. 9-е. - М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1969. - 870 с.

17. Вюнш Х.Л. Применение подшипников с воздушной смазкой в станках и измерительных приборах // Проблемы трения и смазки. - 1969. - Т. 91, № 3. - С. 22-30

18. Грибиниченко М.В. Осевые гибридные подшипники с газовой смазкой для турбокомпрессоров наддува судовых ДВС : дис. ... канд. техн. наук. -Владивосток : ДВГТУ, 2006. - 146 с.

19. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Гладкова Н.А., Куценко Н.В. Расчетная схема радиального лепесткового гибридного подшипника // Морские интеллектуальные технологии. - 2014. - Т. 1, № 3(25). - С. 30-35.

20. Грибиниченко М.В. Куренский А.В., Куценко Н.В. Экспериментальное исследование гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой // Вестн. машиностроения. - 2015. - № 12. - С. 47-49.

21. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Куценко Н.В., Портнова О.С. Разработка модели гибридного подшипника с газовой смазкой для турбомашин // Современные технологии и развитие политехнического образования : научное электронное издание. - Владивосток : ДВФУ, 2016. - С. 611-614.

22. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Куценко Н.В. Опорный подшипниковый узел : пат. на изобретение № 2578942. Зарегистр. 01.03.2016 г.

23. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Куценко Н.В., Гладкова Н.А. Расчет оптимальной формы смазочного зазора гибридных лепестковых подшипников // Научное обозрение. - 2014. - № 5. - С. 124-130.

24. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Куценко Н.В., Юрченко Л.Б. Физический эксперимент по исследованию свойств гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой // Полярная механика. - 2016. - № 3. - С. 10191027.

25. Грибиниченко М.В., Куренский А.В., Куценко (Синенко) Н.В. Математическая модель опорно-упорного гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой для турбомашин судовых энергетических установок // Морские интеллектуальные технологии. - 2013. - № 2 (спецвыпуск). - С. 29-31.

26. Грибиниченко М.В., Куценко (Синенко) Н.В., Куренский А.В. Универсальная модель опорно-упорного гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой // Актуальные проблемы создания и эксплуатации тепловых двигателей в условиях Дальневосточного региона России : материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Хабаровск, 2013. - С. 119-122.

27. Грибиниченко М.В., Куценко Н.В., Нитяговский А.В. Методика расчета радиального гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой высокоскоростных агрегатов судовой энергетики // Проблемы транспорта Дальнего Востока : докл. науч.-практ. конф. - Владивосток, 2017. - № 2(2). - С. 361-366.

28. Гросс У.А. Обзор работ в области газовых подшипников с внешним наддувом за период с 1959 года // Проблемы трения и смазки. - 1969. - Т. 91, № 1. - С. 180-185.

29. Грэссем Н.С., Пауэлл Дж.У. Подшипники с газовой смазкой. - М. : Мир, 1966. - 424 с.

30. Гуськов А.М., Пошехонов Р.А. Сегментная модель для расчета сферических аэростатических опор // Наука и образование [Электронный журнал]. МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2011. - № 12. - С. 1-31.

31. Давыдов А.В., Кобулашвили А.Ш., Шерстюк А.Н. Расчет и конструирование турбодетандеров. - М. : Машиностроение, 1987. - 232 с.

32. Дадаев Г.С. Уравнение для давления в газодинамических подшипниках гироскопических приборов // Изв. Челябинского научного центра. - 2004. - № 3 (24). - С. 97-101

33. Данильченко В.Ф., Снопов А.И. Расчет характеристик газостатического подшипника с циркуляционным поддувом // Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Станки и инструменты». - 1977. - № 12. - С. 6-8.

34. Заблоцкий Н.Д., Сипенков И.Е., Филиппов А.Ю. К 50-летию школы газовой смазки Л.Г. Лойцянского // Научно-технические ведомости. Проблемы турбулентности и вычислительная гидродинамика (к 70-летию кафедры «Гидроаэродинамика») [Электронный журнал]. - 2004. - № 2. - С. 1-39.

35. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. - Л. : Наука,

1974.

36. Зенкина И.А. Главный момент сил сопротивления в газодинамическом подшипнике со спиральными канавками // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». - 2014. - № 3. - С. 197-210.

37. Ильина Т.Е. Исследование геометрии модельных колодок газостатического подшипника // Теоретические и прикладные аспекты современной науки : сборник научных трудов по материалам VIII Международной научно-практической конференции / под общ. ред. М.Г. Петровой. - Белгород : ИП Петрова М.Г., 2015. - Ч. III. - С. 38-49.

38. Ильина Т.Е., Булат М.П. Исследование геометрии колодок газостатического подшипника с щелевыми соплами // Теоретические и прикладные аспекты современной науки : сборник научных трудов по материалам IX Международной научно-практической конференции / под общ. ред. М.Г. Петровой. - Белгород : ИП Петрова М.Г., 2015. - Ч. II. - С. 77-84

39. Ильина Т.Е., Пронин В.А. Предпосылки применения газостатических подшипников в винтовых компрессорах // Вестн. МАХ. - 2015. - № 3. - С. 39-44

40. Ильина Т.Е., Пронин В.А., Булат М.П. Применение газовых подшипников в винтовых компрессорах сухого сжатия // Материалы конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке». - СПб., 2015. - С. 145-150.

41. Интегратор технологий Ansys [Электронный ресурс] : https://cae-expert.ru/o-kompanii

42. Исследование статических и динамических характеристик газовых опор различных типов применительно к условиям их работы в криогенных турбомашинах : отчет НИР (заключ.) / рук. Заблоцкий В.Д. / ЛПИ. № ГР 01870022760. - Л., 1990. - 136 с.

43. Кадочников И.В., Куценко Н.В. Оптимизация работы радиального подшипника с газовой смазкой судовых турбомашин // Военно-инженерное дело на Дальнем Востоке России : материалы III Всерос. науч.-практ. конф. -Владивосток, 2019. - С. 21-27.

44. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлинд А.Е. Техническая термодинамика : учеб. для вузов. - М : Энергоатомиздат, 1983. - 416 с.

45. Константинеску В.Н. Газовая смазка. - М. : Машиностроение, 1968. -

708 с.

46. Конюков В.Л. Судовые турбинные установки и их эксплуатация. Конспект лекций для студентов дневной и заочной форм обучения направления 6.070104 специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок». -Керчь : КГМТУ, 2009. - 143 с. URL: http://www.studmed.ru/konyukov-vl-sudovye-turbinnye-ustanovki-i-ih-ekspluataciya-chast-1_1431dd1ff93.html# 16.05.2018.

47. Космынин А.В., Кабалдин Ю.Г., Виноградов В.С., Чернобай С.П. Эксплуатационные характеристики газовых опор высокоскоростных шпиндельных узлов. - М. : Акад. естествознания, 2006. - 219 с.

48. Космынин А.В., Виноградов В.С. Газовые подшипники высокоскоростных турбоприводов металлообрабатывающего оборудования. -Владивосток : Дальнаука, 2002. - 327 с.

49. Космынин А.В., Чернобай С.П. Перспективы усовершенствования конструкций металлорежущих станков для обработки деталей авиационной техники // Современные наукоемкие технологии. - 2012. - № 9. - С. 66-67.

50. Космынин А.В., Шаломов В.И. Аэростатические шпиндельные опоры с частично пористой стенкой вкладыша // Современные проблемы науки и образования. - 2006. - № 2. - С. 69.

51. Космынин А.В., Шаломов В.И., Суходоев И.Г., Виноградов С.В. О результатах экспериментальной проверки расчетных характеристик высокоскоростных шпиндельных узлов металлорежущих станков с частично пористыми газостатическими опорами // Фундаментальные исследования. - 2009. - № 1. - С. 32-33.

52. Космынин А.В., Щетинин В.С. Совершенствование высокоскоростных шпиндельных узлов на бесконтактных опорах за счет применения газомагнитных подшипников // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2010. - № II-1(2). - С. 65-68.

53. Космынин А.В., Щетинин В.С. Эксплуатационные показатели высокоскоростных шпиндельных узлов металлообрабатывающего оборудования с газомагнитными опорами // Успехи современного естествознания. - 2009. - № 11.

- С. 69-70.

54. Космынин А.В., Щетинин В.С. Определение полезной нагрузки газомагнитного подшипника высокоскоростного шпиндельного узла // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета.

- 2010. - № 1-1(1). - С. 55-57.

55. Космынин, А.В. Щетинин В.С. Анализ характеристик газовых опор шпиндельных узлов // Изв. ЮЗГУ. Серия техника и технологии. - 2011. - № 1. -С. 15-20.

56. Космынин А.В., Щетинин В.С., Виноградов С.В. Комбинированная опора шпиндельного узла // Фундаментальные исследования. - 2007. - № 12. - С. 83-84.

57. Космынин А.В., Щетинин В.С., Иванова Н.А. Шпиндельные узлы на газомагнитных опорах // Фундаментальные исследования. - 2008. - № 10. - С. 76.

58. Космынин А.В., Щетинин В.С., Хвостиков А.С. и др. Применение подшипников на газовой смазке // Успехи современного естествознания. - 2012. -№ 9. - С. 92-95.

59. Космынин А.В., Щетинин В.С., Хвостиков А.С. и др. Влияние размера магнитопровода на характеристики шпиндельного узла с газомагнитной опорой // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 12. - С. 129-132.

60. Космынин А.В., Щетинин В.С., Хвостиков А.С. и др. Повышение эксплуатационных характеристик бесконтактных шпиндельных опор путем самоорганизации комбинированного динамического звена // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 10. - С. 96-99.

61. Космынин А.В., Щетинин В.С., Хвостиков А.С. и др. Высокоскоростной шпиндельный узел внутришлифовального станка для прецизионной обработки деталей летательных аппаратов // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 8.

- С. 136-138.

62. Космынин А.В., Щетинин В.С., Иванова Н.А. Расширение технологических возможностей металлообрабатывающего оборудования на основе применения шпиндельных узлов на газомагнитных опорах// Международный журнал экспериментального образования. - 2010. - № 7. - С. 120.

63. Корнилов Э.В., Бойко П.В. Системы газотурбинного наддува судовых дизелей. - Одесса : Негоциант, 2006. - 224 с.

64. Котляр Я.М. Некоторые примеры движения вязкого газа в узком зазоре переменной толщины // Изв. АН СССР. - 1958. - № 5. - С. 34-39.

65. Красильникова О.А. Методика экспериментального исследования конструкций и основных характеристик упорных газостатических подшипников // International scientific review. - 2016. - № 6(16). - С. 20-24.

66. Красильникова О.А. Критерий оптимизации конструкции упорных газостатических подшипников // European research. - 2016. - № 4(15). - С. 50-52.

67. Куренский А.В. Повышение несущей способности осевых гибридных лепестковых подшипников с газовой смазкой судовых турбомашин : дис. ... канд. техн. наук. - Владивосток : ДВФУ, 2012. - 168 с.

68. Куценко (Синенко) Н.В., Грибиниченко М.В Основы инженерной методики расчета подшипников с газовой смазкой турбокомпрессоров наддува двигателей внутреннего сгорания // Вестн. Инженерной школы ДВФУ. - 2013. -№ 1(14). - С. 39-43.

69. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В. Численный эксперимент по исследованию свойств радиального гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой для судовых турбомашин // Тр. Крыловского государственного научного центра. - 2018. - № 20181. - С. 157-162.

70. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В Результаты численного исследования радиального гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой // Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве : Всерос. науч.-практ. конф. - Нижний Новгород, 2021. - С. 390-396.

71. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В., Куренский А.В. Оптимизационный расчет основных характеристик радиальных лепестковых гибридных и газодинамических подшипников с газовой смазкой : свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2014619495. Зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ 17.09.2014 г.

72. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В., Куренский А.В. Исследование податливости рабочей поверхности радиального подшипника с газовой смазкой // Актуальные вопросы науки и техники : сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. -Самара, 2015. - С. 89-92.

73. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В., Куренский А.В. Анализ характеристик радиальных гибридных подшипников с газовой смазкой // Теоретические и прикладные аспекты в гуманитарных, технических, общественных и естественных науках. Поиск устойчивых решений : сб. докл. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участ. - СПб., 2015. - С. 78-80.

74. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В., Нитяговский А.В. Сравнительный анализ результатов численного и физического экспериментов по исследованию свойств радиальных подшипников с газовой смазкой // Вестн. Инженерной школы ДВФУ. - 2021. - № 4(49). - С. 21-27. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2021 -4/21 -27

75. Куценко Н.В., Грибиниченко М.В., Нитяговский А.В. и др. Анализ результатов численного исследования радиального гибридного лепесткового подшипника с газовой смазкой // Морские интеллектуальные технологии. - 2021. - Т. 1, № 4. - С. 98-104 (журнал входит в международную базу Web of Science). https://doi.Org/10.37220/MIT.2021.54.4.038

76. Логинов В.Н., Космынин А.В., Широкова З.В. Аналитическое решение определения характеристик цилиндрического газового подшипника // Современные проблемы науки и образования [Электронный журнал]. - 2012. - № 5; www.science-education.ru/105-7188. 25.01.2013.

77. Логинов В.Н., Космынин А.В., Широкова З.В., Медведовская Ю.А. Математическая модель опорного газового подшипника, работающего в

гибридном режиме // Современные проблемы науки и образования [Электронный журнал]. - 2012. - № 6; www.science-education.ru/106-7758. 25.01.2013.

78. Логинов В.Н., Космынин А.В., Широкова З.В., Медведовская Ю.А. Математическая модель течения сжимаемой смазки в зазоре частично пористого подшипника с внешним наддувом газа // Фундаментальные исследования. - 2013.

- № 8. - С. 37-43.

79. Логинов В.Н., Космынин А.В., Широкова З.В., Медведовская Ю.А. Сравнение численной и аналитической методик расчета опорного подшипника с внешним наддувом газа // Современные проблемы науки и образования. - 2013. -№ 2. - С. 176-182.

80. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа : учеб. для вузов. - Изд. 6-е перераб. и доп. - М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 840 с.

81. Максимов В.А. Гидродинамическая теория смазки: этапы развития, современное состояние и перспективы // Тяжелое машиностроение. - 2007. - № 2.

- С. 12-16.

82. Максимов Т.В., Максимов В.А., Егоров А.Г. Перспективы применения в турбокомпрессорах подшипников с газовой смазкой // Вестн. Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16, № 5. - С. 171-175.

83. Межерицкий А.Д. Турбокомпрессоры судовых дизелей. - Л. : Судостроение, 1971. - 192 с.

84. МИ 2083-90 ГСИ. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей.

85. Микротурбинный установки Capstone [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.itsintez.com/files/ Capstone broshure.pdf

86. Опоры скольжения с газовой смазкой / С.А. Шейнберг, В.П. Жедь, М.Д. Шишеев. - М. : Машиностроение, 1969. - 336 с.

87. Пешти Ю.В. Газовая смазка. - М. : Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993.

88. Пешти Ю. В. Проектирование подшипников скольжения с газовой смазкой. - М. : МГТУ, 1973.

89. Пинегин С.В., Гудченко В.М. Материалы опор с газовой смазкой. - М., 1972. - 118 с.

90. Пинегин С.В., Орлов А.В., Табачников Ю.Б. Прецизионные опоры качения и опоры с газовой смазкой : справочник. - М. : Машиностроение, 1984. -216 с.

91. Пинегин С.В., Петров В.П., Гудченко В.М. Исследование материаловдля подшипников с газовой смазкой. - М. : Наука, 1975. - 48 с.

92. Пинегин С.В., Поспелов, Г.А., Пешти Ю.В. Опоры с газовой смазкой в турбомашинах ограниченной мощности. - М. : Наука, 1977. - 149 с.

93. Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике: [в 2 ч.]. Ч. 1.

- 6-е изд. - М. : Айрис-пресс, 2006. - 288 с.

94. Пошехонов Р.А. Расчет сферических аэростатических опор при заданном смещении и скорости шпинделя // Наука и образование [Электронный журнал]. МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2012. - № 10. - С. 35-62

95. Пошехонов Р.А. Примеры расчета сферической аэростатической опоры с учетом смещений и скорости шпинделя // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». - 2012. - № 9. - С. 197-210.

96. Приводы механических устройств [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.energy.siemens.com/ru/ru/mechanical-drives/

97. Румянцев М.Ю., Захаров Н.Е., Сигачев С.И. Применение лепестковых газодинамических подшипников в турбогенераторных агрегатах малой мощности // Изв. ТГТУ «МАМИ». - 2014. - Т. 1, № 4 (22). - С. 61-68.

98. Савин Л.А., Сытин А.В., Федоров Д.И. Математическая модель и алгоритм расчета лепесткового газодинамического подшипника // Изв. ОрелГТУ.

- 2007. - № 4-2/268(535). - С. 243-250.

99. Самсонов А.И. Подшипники с газовой смазкой для турбомашин. -Владивосток : Изд-во ДВГТУ, 2009. - 292 с.

100. Самсонов А.И. Исследование подшипников с наддувом пара для судовых турбомашин : дис. ...канд. тех. наук. - Владивосток, 1978. - 125 с.

101. Сипенков И.Е. К истории развития ленинградской школы газовой смазки. Воспоминания о ее основоположнике Л.Г. Лойцянском // Гироскопия и Навигация. - 1999. - № 3(26). - С. 112-118.

102. Смирнов А.В., Космынин А.В., Хвостиков А.С. и др. Проблемы эксплуатации турбокомпрессоров ДВС и пути повышения их надежности // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2016. - № 2. - С. 67-71.

103. Смирнов А.В., Суходоев И.Г. Влияние раздвижки линий наддува частично пористых газостатических опор на их эксплуатационные характеристики // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2010. - № 11-1(2). - С. 76-80

104. Снопов А.И. Теоретические основы работы газостатических опор. -Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2009. - 176 с.

105. Современная трибология: Итоги и перспективы / отв. ред. К.В. Фролов. - М. : ЛКИ, 2008. - 480 с.

106. Степанянц Л.Г., Заблоцкий Н.Д. О некоторых возможных упрощениях уравнения Рейнольдса газовой смазки // Тр. ЛПИ, Машиностроение. - 1965. - № 248. - С. 27-34.

107. Степанянц Л.Г., Заблоцкий Н.Д., Сипенков И.Е. Метод теоретического исследования газовых подшипников с внешним наддувом // Проблемы трения и смазки. - 1969. - № 1. - С. 186-198.

108. Турчак Л.И., Шидловский В.П. Математическое моделирование проблем газовой смазки // Журн. вычислительной математики и математической физики. - 2011. - Т. 51, № 2. - С. 329-348.

109. Хвостиков А.С., Космынин А.В., Щетинин В.С. и др. Определения траектории движения шпинделя на бесконтактных опорах методом виброакустической эмиссии // Современные наукоёмкие технологии. - 2010. - № 9. - С. 182-183.

110. Шатохин С.Н. Теория и методы проектирования адаптивных гидростатических и аэростатических шпиндельных опор и направляющих

металлорежущих станков : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : 05.02.02 / Сибирский федеральный университет. - Красноярск, 2010. - 52 с.

111. Шейнберг С.А., Баласаньян В.С., Ю.Т. Борисов Ю.Т. Электрошпиндели с воздушными опорами к станкам ЧПУ для сверления печатных плат // Станки и инструменты. - 1982. - № 2. - С. 17-18.

112. Шейнберг С.А. Газовая смазка подшипников скольжения // Трение и износ в машинах (теория и расчет) // Трение и износ в машинах. - 1953. - Вып. 8. С. 107-204.

113. Шейнберг С.А., Жедь В.П., Шишеев М.Д. и др. Опоры скольжения с газовой смазкой. - М. : Машиностроение, 1979. - 336 с.

114. Шишкин И.Л. Турбомашины на газовых опорах. - Владивосток : Изд-во Дальневосточного университета, 1985. - 168 с.

115. Щетинин В.С., Космынин А.В., Ульянов А.В., Ваньков А.А. Шпиндельные узлы металлорежущих станков на опорах с внешним наддувом газа для финишной обработки отверстий малого диаметра/ // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2. - С. 4192-4196.

116. Cappa S., Reynaerts D., Al-Bender F. Reducing the Radial Error Motion of an Aerostatic Journal Bearing to a Nanometre Level: Theoretical Modelling // Tribol Lett. - 2014. - Vol. 53 - P. 27-41. DOI: 10.1007/s11249-013-0241-8

117. Cheol Hoon Park, Sang Kyu Choi, Doo Euy Hong et al. Radial-thrust combo metal mesh foil bearing for microturbomachinery // Review of Scientific Instruments. -2013. - Vol. 84 - Р. 106-102. DOI: 10.1063/1.4825037

118. Gribinichenko M., Kurenskii A., Kutsenko (Sinenko) N. Axial Bearing with Gas Lubrication for Marine Turbines // Russian engineering research. - 2013. - Vol. 33, № 10. - P. 566-568.

119. General Electric [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www. ge.com/power

120. Jianjun Du1, Jianjun Zhu1, Bing Li et al. The effect of area contact on the static performance of multileaf Foil Bearings // Tribology Transactions. - 2015. - Vol. 58, Iss. 4. - P. 592-601. DOI: 10.1080/10402004.2014.997907

121. Karim Shalash, Jurg Schiffmann. On the manufacturing of compliant foil bearings // Journ. of Manufacturing Processes. - 2017. - № 25. - P. 357-368.

122. Kyuho Sim, Yong-Bok Lee, Seok-Myeng Jang et al. Thermal analysis of high-speed permanent magnet motor with cooling flows supported on gas foil bearings: part I - coupled thermal and loss modeling // Journ. of Mechanical Science and Technology. - 2015. - № 29 (12). - P. 5469-5476.

123. Kyuho Sim, Yong-Bok Lee, Seok-Myeng Jang, Tae Ho Kim. Thermal analysis of high-speed permanent magnet motor with cooling flows supported on gas foil bearings: part II - bearing modeling and case studies // Journ. of Mechanical Science and Technology. - 2015. - № 29 (12). - Р. 5477-5483.

124. Maplesoft [Электронный ресурс]. - https://maplesoft.com/

125. Matlab [Электронный ресурс]. - https://matlab.ru/

126. Michal Lubieniecki, Jakub Roemer, Adam Martowicz et al. Multi-Point measurement method for thermal characterization of foil bearings using customized thermocouples // Journ. of Electronic Materials. - 2016. - Vol. 45, № 3. - P. 14731477.

127. Mitsubishi Group [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //www.mitsubishi.com/e/group/about.html

128. Motoreund Turbinen Union [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //www.turbinen-motoren. de/turbolader.htm

129. Polyakov Roman, Bondarenko Maxim, Savin Leonid. Hybrid bearing with actively adjustable radial gap of gas foil bearing // Procedia Engineering. - 2015. - Vol. 106. - P. 132-140. DOI: 10.1080/10402004.2014.997907

130. Siemens [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //www. plm. automation. siemens. com/ru/products/nx/

131. Shuangtao Chen, Yu Hou, Lu Niu et al. Study on double-layer protuberant gas foil journal bearings with different foil layers arrangement // Journ. of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. - 2015. - Vol. 9, № 2. - P. 1-12.

132. Yueqing Zheng, Shuangtao Chen, Tianwei Lai et al. The Numerical study of static and dynamic characteristics of multi-layer protuberant foil bearing // Journ. of

Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. - 2015. - Vol. 9, № 5. - P. 1-12.

133.Yueqing Zheng, Shuangtao Chen, Tianwei Lai et al. Numerical and experimental study on the dynamic characteristics of the foil journal bearing with double-layer protuberant support // Journ. of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. - 2016. - Vol. 10, № 2. - P. 1-12.

Приложение 1

Результаты физического эксперимента. Левый подшипник

Зада ваем ое давл ение надд ува Теор етич ески е знач ения эксц ентр исит ета Результаты измерения Погрешность измерения перемещения ротора А Погрешность измерения радиального зазора с Экспериментальные значения эксцентриситета е Погрешность измерения эксцентриситета

Ря, кПа мм А1, мм А2, мм Аз, мм А4, мм Аз, мм Аср, мм ДАинс т, мм ДЛинст ДЛсл ДА ДОвала ДОвтулки Д с е1, мм е2, мм е3, мм е1, мм е1, мм е1, мм Де Де ета

50 0,031 0,006 0,002 0,003 0,004 0,001 0,003 0,001 0,809 0,0022 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,034 0,038 0,037 0,036 0,039 0,037 0,004 12 0,032 0,041

100 0,025 0,011 0,008 0,006 0,009 0,012 0,009 0,001 0,325 0,0024 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,029 0,032 0,034 0,031 0,028 0,031 0,005 15 0,026 0,035

150 0,021 0,014 0,017 0,015 0,013 0,018 0,015 0,001 0,166 0,0020 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,026 0,023 0,025 0,027 0,022 0,025 0,004 17 0,021 0,029

200 0,018 0,019 0,017 0,020 0,014 0,016 0,017 0,001 0,163 0,0023 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,021 0,023 0,020 0,026 0,024 0,023 0,004 19 0,018 0,027

250 0,016 0,019 0,022 0,018 0,020 0,021 0,020 0,001 0,094 0,0015 2,78 0,002 0,002 0,001 0,001 о, о" 0,021 0,018 0,022 0,020 0,019 0,020 0,004 17 0,017 0,024

300 0,014 0,020 0,024 0,022 0,025 0,023 0,022 0,001 0,101 0,0018 2,78 0,002 0,002 0,001 0,001 0,020 0,016 0,018 0,015 0,017 0,018 0,004 22 0,014 0,021

350 0,012 0,028 0,025 0,027 0,030 0,024 0,027 0,001 0,107 0,0023 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,012 0,015 0,013 0,010 0,016 0,013 0,004 34 0,009 0,018

400 0,011 0,025 0,032 0,030 0,027 0,028 0,029 0,001 0,108 0,0025 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,015 0,008 0,010 0,013 0,012 0,011 0,005 41 0,007 0,016

Результаты физического эксперимента. Правый подшипник

Зада ваем ое давл ение надд ува Теор етич ески е знач ения эксц Результаты измерения Погрешность измерения перемещения ротора А Погрешность измерения радиального зазора с Экспериментальные значения эксцентриситета е Погрешность измерения эксцентриситета

ентр исит ета

Ря, кПа мм А1, мм А2, мм Аэ, мм А4, мм Аз, мм Аср, мм т, мм Ал™ ллт АЛ ДОвил ДОвтулки Дс е1, мм е2, мм е3, мм е1, мм е1, мм е1, мм Ае Ае е„

50 0,006 0,002 0,003 0,004 0,001 0,003 50 0,001 0,809 0,0022 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,034 0,038 0,037 0,036 0,039 0,037 0,004 12 0,032 0,041

100 0,011 0,008 0,006 0,009 0,012 0,009 100 0,001 0,325 0,0024 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,029 0,032 0,034 0,031 0,028 0,031 0,005 15 0,026 0,035

150 0,014 0,017 0,015 0,013 0,018 0,015 150 0,001 0,166 0,0020 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,026 0,023 0,025 0,027 0,022 0,025 0,004 17 0,021 0,029

200 0,019 0,017 0,020 0,014 0,016 0,017 200 0,001 0,163 0,0023 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,021 0,023 0,020 0,026 0,024 0,023 0,004 19 0,018 0,027

250 0,019 0,022 0,018 0,020 0,021 0,020 250 0,001 0,094 0,0015 2,78 0,002 0,002 0,001 0,001 о, о" 0,021 0,018 0,022 0,020 0,019 0,020 0,004 17 0,017 0,024

300 0,020 0,024 0,022 0,025 0,023 0,022 300 0,001 0,101 0,0018 2,78 0,002 0,002 0,001 0,001 0,020 0,016 0,018 0,015 0,017 0,018 0,004 22 0,014 0,021

350 0,028 0,025 0,027 0,030 0,024 0,027 350 0,001 0,107 0,0023 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,012 0,015 0,013 0,010 0,016 0,013 0,004 34 0,009 0,018

400 0,025 0,032 0,030 0,027 0,028 0,029 400 0,001 0,108 0,0025 2,78 0,003 0,003 0,001 0,001 0,015 0,008 0,010 0,013 0,012 0,011 0,005 41 0,007 0,016