donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.23947/1992-5980-2017-17-3-110-116donstu-171Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕComputational model of sliding bearingРасчетная модель подшипника скольженияСавенковаМария АндреевнаSavenkovaMaria A.vm@rgups.ruСолопКонстантин СергеевичSolopKonstantin S.k1212-kostya@yandex.ruРостовский государственный университет путей сообщенияРоссияRostov State Transport UniversityRussian Federation201726022018173110116Copyright © Savenkova M.A., Solop K.S., 20172017Савенкова М.А., Солоп К.С.Savenkova M.A., Solop K.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/171

Introduction. Refined computational models of tribosystems taking into account the dependence of viscosity and permeability of the porous coating on pressure through partial filling of the front gap with lubricant are described. The obtained calculated models allow for a comparative analysis of the newly received and already available results which confirms a great proximity of the new models to the actual one. Materials and Methods. Values of velocities and pressure field are specified on the basis of the liquid lubricant flow equations for the case of a “thin layer” and Darcy equation. The key operating characteristics of the friction bearings are determined in the porous coating on the journal surface. Research Results. A mathematical model of a radial bearing which allows determining velocity fields, pressure, load capacity, and friction force, with account of the dependence on a number of additional factors, is developed on the basis of the numerical analysis. Discussion and Conclusions. The obtained results can be used in the educational process, as well as in the engineering practice of machine-building tribosystems.

Введение. В работе описаны уточненные расчетные модели трибосистем с учетом зависимости вязкости и проницаемости пористого покрытия от давления при частичном заполнении рабочего зазора смазочным материалом. Полученные расчетные модели позволяют выполнить сравнительный анализ вновь полученных и уже имеющихся результатов, что подтверждает большую приближенность новых моделей к реальной. Материалы и методы. На основе уравнений движения жидкого смазочного материала для случая «тонкого слоя» и уравнения Дарси определены значения поля скоростей и давления в смазочном слое. В пористом покрытии на поверхности шейки вала определены основные рабочие характеристики подшипников скольжения. Результаты исследования. Разработана математическая модель радиального подшипника, позволяющая на основе численного анализа определять поля скоростей, давление, несущую способность и силу трения с учетом зависимости от ряда дополнительных факторов. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе и в инженерной практике трибосистем машиностроения.

радиальный подшипникгидродинамикавязкостьпроницаемостьнеполное заполнениеradial bearinghydrodynamicsviscositypermeabilityunderfillingReferencesАхвердиев, К. С. Гидродинамический расчет подшипников скольжения с учетом сил инерции смазочной жидкости, обладающей вязкоупругими свойствами / К. С. Ахвердиев, М. В. Яковлев, И. А. Журба // Трение и износ. - 2003. - Т. 24, № 2. - С. 121-125.Akhverdiev, K.S., Yakovlev, M.V., Zhurba, I.A. Gidrodinamicheskiy raschet podshipnikov skol'zheniya s uchetom sil inertsii smazochnoy zhidkosti, obladayushchey vyazkouprugimi svoystvami. [Hydrodynamic design of sliding bearings with the account of inertia of the lubricating fluid with viscoelastic properties.] Friction and Wear, 2003, vol. 24, no. 2, pp. 121–125 (in Russian).Ахвердиев, К. С. Гидродинамический расчет 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.Akhverdiev, K.S., Vorontsov, P.A., Cherkasova, T.S. Gidrodinamicheskiy raschet podshipnikov skol'zheniya s ispol'zovaniem modeley sloistogo techeniya vyazkoy i vyazkoplastichnoy smazki. [Hydrodynamic analysis of plain bearings with the use of models with stratified flow of viscous and viscoplastic lubricant.] Friction and Wear, 1998, vol. 16, no. 6, pp. 698–707 (in Russian).Ахвердиев, К. С. Гидродинамический расчет упорного подшипника с вязкоупругой смазкой с учетом зависимости вязкости и модуля сдвига от температуры и определение условий устойчивости его работы / К. С. Ахвердиев, М. А. Мукутадзе, А. В. Мулин, // Вестник РГУПС. - 2008. - № 3. - С. 118-128.Akhverdiev, K.S., Mukutadze, M.A., Mulin, A.V. Gidrodinamicheskiy raschet upornogo podshipnika s vyazkouprugoy smazkoy s uchetom zavisimosti vyazkosti i modulya sdviga ot temperatury i opredelenie usloviy ustoychivosti ego raboty. [The hydrodynamic calculation of thrust bearing with viscoelastic lubricant taking into account the dependence of viscosity and shift modulus on the temperature and the determination the stability conditions of its operation.] Vestnik RGUPS, 2008, no. 3pp. 118–128 (in Russian).Ахвердиев, К. С. Расчетная модель упорного подшипника скольжения с повышенной несущей способностью, работающего на неньютоновских смазочных материалах с адаптированной опорной поверхностью [электронный ресурс] / К. С. Ахвердиев, М. А. Мукутадзе, Е. О. Лагунова, К. С. Солоп // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4. - Режим доступа : http://www.ivdon.ru/magazine/ (дата обращения 24.04.2017).Akhverdiev, K.S., Mukutadze, M.A., Lagunova, E.O., Solop, K.S. Raschetnaya model' upornogo podshipnika skol'zheniya s povyshennoy nesushchey sposobnost'yu, rabotayushchego na nen'yutonovskikh smazochnykh materialakh s adaptirovannoy opornoy poverkhnost'yu. [Design model of thrust sliding bearing with increased bearing capacity operating on non-Newtonian lubricants with adapted seating.] Engineering Journal of Don, 2013, no. 4. Available at: http://www.ivdon.ru/magazine/ (accessed: 24.04.2017) (in Russian).Безо, Р. Определение зависимости вязкоупругих параметров 5Р4Е от давления и температуры методом светорассеяния / Р. Безо, С. Хесе-Безо, Г. Далмаз, Р. Верн // Проблемы трения и смазки. - 1986. - № 4. - С. 60-69.Bezo, R., Hese-Bezo, S., Dalmaz, G., Wern, R. Opredelenie zavisimosti vyazkouprugikh parametrov 5R4E ot davleniya i temperatury metodom svetorasseyaniya. [Determination of dependence of viscoelastic parameters of SP4E on pressure and temperature by light scattering method.] Problemy treniya i smazki, 1986, no. 4, pp. 60–69 (in Russian).Дроздов, Ю. Н. Трение и износ в экстремальных условиях : справ. / Ю. Н. Дроздов, В. Г. Павлов, В. Н. Пучков. - Москва : Машиностроение, 1986. - 224 с.Drozdov, Y.N., Pavlov, V.G., Puchkov, V.N. Trenie i iznos v ekstremal'nykh usloviyakh. [Friction and wear under extreme conditions] Moscow: Mashinostroenie, 1986, 224 p. (in Russian).Задорожная, Е. А. Методика расчета сложнонагруженных узлов трения, смазываемых неньютоновскими жидкостями / Е. А. Задорожная, И. В. Мухортов, И. Г. Леванов // XV Международный конгресс двигателестроителей. - Харьков : ХАИ, 2010. - С. 40-41.Zadorozhnaya, E.A., Mukhortov, I.V., Levanov, I.G. Metodika rascheta slozhnonagruzhennykh uzlov treniya, smazyvaemykh nen'yutonovskimi zhidkostyami. [Design procedure for complex-loaded friction units lubricated by non- Newtonian liquids.] XV Int. Congress of Engine Manufacturers. Kharkov: KhAI, 2010, pp. 40–41 (in Russian).Задорожная, Е. А. Оценка теплового состояния сложнонагруженного подшипника с учетом реологических свойств смазочного материала / Е. А. Задорожная, В. Г. Караваев // Двигатели внутреннего сгорания. Всеукраинский научно-исследовательский журнал. - Харьков : Изд-во Харьковского политехнического института, 2012. - № 2. - С. 66-73.Zadorozhnaya, E.A., Karavaev, V.G. Otsenka teplovogo sostoyaniya slozhnonagruzhennogo podshipnika s uchetom reologicheskikh svoystv smazochnogo materiala. [Estimation of thermal state of complex-loaded bearing with account of rheological properties of lubricant.] Internal Combustion Engines, 2012, no.2, pp. 66–73 (in Russian).Задорожная, Е. А. Применение неньютоновских моделей смазочных жидкостей при расчете сложнонагруженных узлов трения поршневых и роторных машин / Е. А. Задорожная, И. В. Мухортов, И. Г. Леванов // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2011. - № 7. - С. 22-30.Zadorozhnaya, E.A., Mukhortov, I.V., Levanov, I.G. Primenenie nen'yutonovskikh modeley smazochnykh zhidkostey pri raschete slozhnonagruzhennykh uzlov treniya porshnevykh i rotornykh mashin. [Application non-Newtonian models of lubricant fluids at calculation complex-loaded units of friction piston and rotor-type machines.] Friction & Lubrication in Machines and Mechanisms, 2011, no. 7, pp. 22–30 (in Russian).Захаров, С. М. Гидродинамическая теория смазки / С. М. Захаров // Современная трибология. Итоги и перспективы; под ред. К. В. Фролова. - Москва : Изд-во ЛКИ, 2008. - С. 95-157.Zakharov, S.M. Gidrodinamicheskaya teoriya smazki. [Hydrodynamic theory of lubrication.] Sovremennaya tribologiya. Itogi i perspektivy. [Modern tribology. Results and prospects.] Frolov, K.V., ed. Moscow: Izd-vo LKI, 2008, pp. 95–157 (in Russian).Мукутадзе, М. А. Гидродинамический расчет упорного подшипника с адаптированным профилем опорной поверхности, работающего на сжимаемой вязкоупругой смазке / М. А. Мукутадзе // Трение и смазка в машинах и механизмах. - Москва : Машиностроение, 2012. - С. 19-23.Mukutadze, M.A. Gidrodinamicheskiy raschet upornogo podshipnika s adaptirovannym profilem opornoy poverkhnosti, rabotayushchego na szhimaemoy vyazkouprugoy smazke. [Hydrodynamic analysis of thrust bearing with adapted seating contour operating on compressible viscoelastic lubricant.] Friction and Lubrication in Machines and Mechanisms. Moscow: Mashinostroenie, 2012, pp. 19–23 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.