Оценка износостойкости модифицированной конструкции радиального подшипника с учетом сжимаемости и вязкости микрополярного смазочного материала

Данное исследование включает разработку и анализ математической модели течения микрополярного смазочного материала в рабочем зазоре модифицированной конструкции бесконечного радиального подшипника скольжения с учетом сжимаемости и влияния давления на реологические свойства смазочного материала.

Рассматривая сжимаемость смазочного материала, авторы учитывали зависимость вязкости и плотности смазочного вещества от высокого давления. В условиях, типичных для радиальных подшипников, значительные нагрузки могут вызывать изменения в свойствах смазочного материала, что, в свою очередь, влияет на его способность к формированию устойчивой смазывающей пленки. Поэтому введение параметров сжимаемости в модель позволяет более точно предсказать поведение смазочного вещества и эффективность смазки в различных режимах работы.

Новая модель разработана общеизвестными уравнениями течения микрополярного смазочного вещества, уравнением неразрывности и уравнением состояния.

Проведен сравнительный анализ численного результата теоретических моделей и экспериментального исследования. Таким образом, данная работа может представлять весомый вклад в область исследования радиальных подшипников. Полученные результаты могут быть использованы для дальнейшего совершенствования конструкций подшипников, позволяющего увеличить их надежность и долговечность.

1. Isaacs N. S. Liquid phase high pressure chemistry. New York, Chichester Brisbane, Toronto: Wiley-Interscience, 1981. 414 p.

2. le Noble W. H. Organic high pressure chemistry. Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo: Elsevier, 1988. 489 p.

3. Marcus Y., Hefter G. T. The compressibility of liquids at ambient temperature and pressure // Journal of Molecular Liquids. 1997. No. 73–74. P. 61–74. DOI: 10.1016/S0167-7322(97)00057-3.

4. Kiselev V. D., Kashaeva E. A., Konovalov A. I. Pressure effect on the rate and equilibrium constant of the Diels-Alder reaction 9-chloroanthracene with tetracyanoethylene // Tetrahedron. 1999. Vol. 55. P. 1153–1162.

5. Polyakov R., Savin L. The method of long-life calculation for a friction couple «rotor-hybrid bearing» // Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, Coupled Problems 2017, Rhodes Island, June 12–14. 2017. P. 433–440. EDN: XXKOLJ.

6. Polyakov R. Predictive analysis of rotor machines fluid-film bearings operability // Vibroengineering Procedia. 2020. Vol. 30 (3). P. 61–67. DOI: 10.21595/vp.2020.21379.

7. Kornaeva E. P. Application of artificial neural networks to diagnostics of fluid-film bearing lubrication // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 734. P. 012154. DOI: 10.1088/1757-899X/734/1/012154. EDN: UARRFL.

8. Shutin D. V., Polyakov R. N. Active hybrid bearings as mean for improving stability and diagnostics of heavy rotors of power generating machinery // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 862. P. 032098. DOI: 10.1088/1757-899X/862/3/032098.

9. Поляков Р. Н., Савин Л. А., Внуков А. В. Математическая модель бесконтактного пальчикового уплотнения с активным управлением зазором // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2018. № 1 (327). С. 66–71. EDN: XXRSCT.

10. Негматов С. С., Абед Н. С., Саидахмедов Р. Х. [и др.]. Исследование вязкоупругих и адгезионно-прочностных свойств и разработка эффективных вибропоглощающих композиционных полимерных материалов и покрытий машиностроительного назначения // Пластические массы. 2020. № 7–8. С. 32–36. DOI: 10.35164/0554-2901-2020-7-8-32-36. EDN: MEIYAF.

11. Сайфуллаева Г. И., Негматов С. С., Абед Н. С., Камалова Д. И. Исследование электропроводящих композиционных термореактивных полимерных материалов и покрытий на их основе для триботехнического назначения // Universum: технические науки: электрон. науч. журн. 2020. № 12 (81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11102 (дата обращения: 20.06.2024).

12. Ерофеев В. Т., Смирнов И. В., Воронов П. В. [и др.]. Исследование стойкости полимерных покрытий в условиях воздействия климатических факторов черноморского побережья // Фундаментальные исследования. 2016. № 11-5. С. 911–924. EDN: XSDHHB. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41277 (дата обращения: 20.06.2024).

13. Икромов Н. А., Расулов Д. Н. Объекты и методики исследования композиционных полимерных материалов // Современные научные исследования и инновации. 2020. № 10. EDN: TMYHPK. URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/10/93640 (дата обращения: 20.06.2024).

14. Zinoviev V. E. Analysis of factor affecting the strength of fixed bonds assembled using metal-polymer compositions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 900 (1). P. 012009. DOI: 10.1088/1757-899X/900/1/012009. EDN: TLACUN.

15. Cibulka I., Hnedkovsky L., Takagi T. P-ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 4. Higher l-alkanols (C11, C12, C14, C16), secondary, tertiary, and branched alkanols, cycloalkanoles, alkanediols, alkanetriols, ether alkanols, and aromatic hydroxy derivatives // Journal of Chemical & Engineering Data. 1997. Vol. 42. P. 415–433. DOI: 10.1021/JE960389Z.

16. Cibulka I., Takagi T. P-ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 5. Aromatic hydrocarbons // Journal of Chemical & Engineering Data. 1999. Vol. 44. P. 411–429. DOI: 10.1021/je960199o.

17. Cibulka I., Zikova M. Liquid densities at elevated pressures of l-alkanols from C1 to C10: a critical evaluation of experimental data // Journal of Chemical & Engineering Data. 1994. Vol. 39 (4). P. 876–886. DOI: 10.1021/je00016a055.

18. Cibulka I., Hnedkovsky L. Liquid densities at elevated pressures of n-alkanes from C5 to C16: a critical evaluation of experimental data // Journal of Chemical & Engineering Data. 1996. Vol. 41. P. 657–668. DOI: 10.1021/je960058m.

19. Shapovalov V. V., Kolesnikov V. I., Kharlamov P. V. [et al.]. Improving the efficiency of the path — rolling stock system based on the implementation of anisotropicfrictional bonds // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 900 (1). P. 012011. DOI: 10.1088/1757-899X/900/1/012011. EDN: KJDDLF.

20. Cibulka I., Hnedkovsky L., Takagi T. P- ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 3. Ethers, ketones, aldehydes, carboxylic acids, and esters // Journal of Chemical & Engineering Data. 1997. Vol. 42. P. 2–26. DOI: 10.1021/je960199o.

21. Кирищиева В. И., Мукутадзе М. А. Исследование износостойкости радиального подшипника с полимерным покрытием, работающего на микрополярном смазочном материале // Омский научный вестник. 2022. № 4 (184). С. 41–45. DOI: 10.25206/1813-8225-2022-184-41-45. EDN: DXLWGM.

22. Мукутадзе М. А., Абдулрахман Х. Н., Шведова В. Е. [и др.]. Исследования на износостойкость конструкции радиального подшипника с учетом реологических свойств микрополярного смазочного материала // Омский научный вестник. 2023. № 3 (187). С. 5–14. DOI: 10.25206/1813-8225-2023-187-5-14. EDN: IKFMSX.