ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» А. И. СНОПОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ГАЗОСТАТИЧЕСКИХ ОПОР Ростов-на-Дону Издательство Южного федерального университета 2009 УДК 533:621.01/. <...> C 53 Теоретические основы работы газостатических опор: монография / А. И. Снопов. <...> ISBN 978-5-9275-0701-6 В данной монографии изложены современные методы расчета упорных и радиальных газостатических подшипников с дискретным наддувом через круглые отверстия. <...> Особое внимание уделено изложению новых схем расчета, существенно отличающихся от нашедших широкое применение в практике схем непрерывно распространенного наддува и линий непрерывного наддува и значительно повышающих точность расчетов интегральных характеристик газостатических опор. <...> Рекомендована научным работникам, занимающимся исследованиями в области газодинамической теории смазки, инженерамразработчикам различных машин и приборов с опорами на газовой смазке, студентам и аспирантам соответствующих специальностей. <...> Кингсбери в 1896 г., получивший ряд эпюр распределения давлений в смазочном слое цилиндрического газодинамического подшипника. <...> Дальнейшее развитие теория газовой смазки получила только с начала пятидесятых годов ХХ в., когда появилась практическая необходимость в использовании газа в качестве смазки в связи со становлением ядерной энергетики, освоением космического пространства, развитием криогенной и других отраслей техники. <...> В таких опорах оказалось возможным реализовать три принципа создания избыточных давлений в смазочных слоях: за счет эффекта клина при относительном движении близко расположенных непараллельных поверхностей, за счет газодинамического инерционного эффекта, возникающего при высокочастотных сдавливаниях тонкого слоя газа, и за счет газостатического эффекта, возникающего <...>
Теоретические_основы_работы_газостатических_опор.pdf
УДК 533:621.01/.03
ББК 22.253+34.41
C 53
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Южного федерального университета
заслуженный деятель науки и техники РФ, заведующий кафедрой
высшей математики Ростовского госуниверситета путей сообщения,
доктор технических наук, профессор Ахвердиев К. С.,
заведующий кафедрой дифференциальных и интегральных уравнений ЮФУ,
доктор физико-математических наук Задорожный А. И.
Рецензенты:
Монография подготовлена и издана в рамках национального проекта
«Образование» по «Программе развития федерального
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
“Þæíûé федеральный университет” на 2007–2010 ãã.»
C 53
Cíîïîâ À. È.
Теоретические основы работы газостатических опор:
монография / À. È. Ñíîïîâ. – Ростов í/Ä : Èçä-âî ÞÔÓ,
2009. – 176 ñ.
ISBN 978-5-9275-0701-6
В данной монографии изложены современные методы расчета
упорных и радиальных газостатических подшипников с дискретным
наддувом через круглые отверстия. Особое внимание уделено изложению
новых схем расчета, существенно отличающихся от нашедших
широкое применение в практике схем непрерывно распространенного
наддува и линий непрерывного наддува и значительно повышающих
точность расчетов интегральных характеристик газостатических
опор.
Рекомендована научным работникам, занимающимся исследованиями
в области газодинамической теории смазки, инженерамразработчикам
различных машин и приборов с опорами на газовой
смазке, студентам и аспирантам соответствующих специальностей.
ISBN 978-5-9275-0701-6
УДК 533:621.01/.03
ББК 22.253+34.41
© Снопов À. È., 2009
© Южный федеральный университет, 2009
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2009
Стр.2
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................... 3
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ДОПУЩЕНИЯ,
ИСХОДНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ФОРМУЛЫ
ТЕОРИИ ГАЗОВОЙ СМАЗКИ ....................................................... 6
1.1. Уравнения течения смазки в смазочных слоях ........................... 6
1.2. Частные формы записи уравнения Рейнольдса .........................16
1.3. Формулы для вычисления гидродинамического
воздействия смазочных слоев на ротор и подшипники .....................25
2. РАСЧЕТ ГЛАДКИХ РАДИАЛЬНЫХ
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ОПОР ..................................................33
2.1. Анализ решений уравнения Рейнольдса
в предельных случаях ....................................................................33
2.2. P2H2-ìåòîä ..............................................................................37
2.3. Воздействие смазки на шип .....................................................42
3. УПОРНЫЕ ГАЗОСТАТИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ .................47
3.1. Истечение газа из питателей диафрагменного типа ....................48
3.2. Комплексный потенциал ..........................................................54
3.3. Примеры расчета простейших типов газостатических опор ........59
3.4. Метод источников и стоков ......................................................64
3.5. Расчет полосовых однорядных газостатических опор
с дискретным поддувом ..................................................................70
3.6. Расчет кольцевых упорных подшипников .................................79
4. РАДИАЛЬНЫЕ ГАЗОСТАТИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ .........86
4.1. Теоретические основы расчета радиальных газостатических
подшипников с дискретным поддувом .............................................86
4.1.1. Расчет полей давлений в смазочном слое радиального
газостатического подшипника при соосности шипа
и подшипника при ω = 0 ...............................................................89
4.1.2. Теоретические основы моделирования рядов питателей
линиями непрерывного поддува .....................................................91
174
Стр.174
4.2. Расчет радиальных газостатических подшипников
при невращающемся вале ...............................................................94
4.2.1. Расчет радиального газостатического подшипника
при ω = 0 и малых относительных эксцентриситетах ......................94
4.2.2. Расчет газостатических радиальных подшипников
при несоосности шипа и подшипника при ω = 0
в случае произвольных эксцентриситетов ......................................103
4.3. Расчет радиальных газостатических подшипников
с учетом эффекта вращения вала ..................................................109
4.4. Вырожденное решение ..........................................................119
5. РАСЧЕТ СЕГМЕНТНЫХ ГАЗОСТАТИЧЕСКИХ ОПОР .........121
5.1. Комплексный потенциал для прямоугольной
газостатической опоры с дискретным поддувом .............................122
5.2. Комплексный потенциал для кольцевого сегмента упорного
газостатического подшипника с дискретным ïîääóâîì...................126
5.3. Общая постановка задач о расчете полей давлений
в смазочных слоях газовых опор с дискретным поддувом ...............130
5.4. Метод расчета статических полей давлений в смазочных
слоях газостатических опор с постоянным зазором без учета
вращения вала .............................................................................143
5.6. Расчет статических полей давлений в смазочных слоях
газостатических опор с учетом вращения вала ...............................154
5.5. Расчет статических полей давлений в смазочных слоях
газостатических опор с переменным зазором методом
расщепления ...............................................................................147
5.7. Расчет динамических полей давлений в смазочных слоях
газостатических опор ...................................................................158
5.8. Динамические характеристики смазочного слоя
упорных сегментных подшипников ...............................................166
ЛИТЕРАТУРА ..................................................................................170
175
Стр.175