Исследование тепловых и прочностных характеристик подшипников ГТД с пустотелыми роликами

7. ОСНОВНЫЕ вывода.

На основании выполненного экспериментально-теоретического исследования теплового режима роликоподшипников ГТД с пустотелыми роликами можно сделать следугхцие основные выводы.

1. Анализ результатов экспериментов показал, что в каналах и зазорах геометрически подобных роликоподшипников ГТД с пустотелыми роликами существуют условия гидродинамического подобия течений жидкости.

Получено выражение подобия для расчета потерь мощности на трение и суммарных затрат мощности на привод подшипников с пустотелыми роликами и показан их обобщенный характер.

2. Выполнено экспериментально-теоретическое исследование теплового режима роликоподшипников ГТД с пустотелыми роликами. Опыты показали, что оптимальный, с точки зрения потерь мощности на трение, будет степень пустотелости 4 = 0,6. Потери мощности на трение у роликоподшипников с d- = 0,6 будут меньше, чем у подшипников со сплошными роликами на 10. .40 $, что приводит к уменьшению подогрева масла At — iMiBblK ~ 6Х на 15. .20 $.

3. Предложена методика оценки осредненной нагрузки, действующей на одно тело качения в подшипниках с пустотелыми роликами. Осредненная нагрузка будет меньше, чем для подшипников со сплошными роликами за счет лучшего распределения нагрузки между телами качения в подшипниках с пустотелыми роликами, что обусловлено их большей упругой податливостью.

4. Получены аналитические выражения для определения напряжений в полом ролике, находящемся в сложно-напряженном состоянии.

Получена зависимость, позволяющая при заданной нагрузке и геометрических размерах ролика определить допускаемую по условиям прочности степень пустотелости.

Из условия совместности деформаций пустотелого ролика и кольца подшипника установлена величина полуширины площадки контакта.

Получена 41 изменения максимального контактного напряжения в центре площадки контакта от степени пустотелости ролика.

5. Разработана на основании полученных зависимостей инженерная методика расчета теплового режима роликоподшипников ГТД с пустотелыми роликами.

6. Выполнены проектировочные и проверочные расчеты тринадцати реальных подшипников отечественных ГТД, которые показали хорошее совпадение расчетных данных с параметрами, имеющими место в реальных условиях работы.

7. Применение роликоподшипников с пустотелыми роликами на практике позволит снизить суммарные затраты мощности на привод подшипников, их рабочую температуру и, как следствие, повысить их работоспособность.

8. Использование разработанной методики расчета на практике дает возможность сохранить время на довода подшипниковых узлов газотурбинных двигателей и повысить ресурс работы самих ГТД.

9. На предлагаемую методику расчета теплового режима роликоподшипников ГТД получены акты внедрения ее в практику работы двух союзных предприятий.

1. Материалы конференций.

2. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел.- М.: Машиностроение, 1968.-543 с.

3. Боуден Ф. П., Тейбор Д. Трение и смазка.-М.: Машгиз, 1960.150 с.

4. Боуден Ф. П., Боуден Д. Трение и смазка.-М.: Машиностроение, 1969.-345 с.

5. Вайнберг Д. В. Напряженное состояние составных дисков и пластин.-Киев: Изд-во АН УССР, 1952.45. 1Ухман А.А.

Введение

в теорию подобия.-М.: Высшая школа, 1963.-254 с.

6. Демидович В. М. Исследование теплового режима подшипников ГТД. -М.: Машиностроение, 1978.-172 с.

7. Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин.-Л. :Наука, 1974.-106 с.

8. Зайцев A.M., Коросташевский Р. В. Авиационные подшипники качения.-М.: Оборонгиз, I960.-340 с.

9. Кирпичев М. В. Теория подобия.-М.: АН СССР, I953.-94 с.

10. Коднир Д. С. Контактно-гидродинамическая теория смазки. -Куйбышев: Кн. изд-во, 1963.-184 с.

11. II. Костецкий Б. И., Натансон М. Э., Вернадский А. И. Механохимические процессы при граничном трении.-М.: Наука, 1972.170 с.

12. Конанов П. К. Теория подобия и ее применение в теплотехнике. -М.: Госэнергоиздат, 1959.-208 с.

13. Коровчинский М. В. Теоретические основы работы подшипников скольжения.-М.: Машгиз, 1959.-403 с.

14. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. В 2-х частях. 4.1−2. М.: Физматгиз, 1963.-583 с.

15. Крачельский И. В., Добшин М. Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ.-М.: Машиностроение, 1977.-271 с.

16. Крачельский И. В., Щедров B.C. Развитие науки о трении.-М.: Изд-во АН СССР, 1956.-234 с.

17. Крачельский И. В. Тление и износ.-М.: Машиностроение, 1968.480 с.

18. Кузнецов В. Д. Физика твердого тела, т.4. Томск, 1947.546 с.

19. Михеев М. А. Основы теплопередачи.-М.: Госэнергоиздат, 1949.-396 с.

20. Мрква Ф. Вычисление моментов трения в подшипниках качения.-М.: Машиностроение, 1967.-120 с.

21. Мусхелишвили Н. И. Некоторые задачи математической теории упругости.-М.: Наука, 1966.-240 с.

22. Петухов Б. С. Опытное изучение процессов теплопередачи.-М.: Госэнергоиздат, 1952.-344 с.

23. Пинегин С. В. Контактная прочность и сопротивление качению.-М.: Машиностроение, 1969.-220 с.

24. Решетов Д. В. Детали машин.-М.: Машиностроение, 1975.-656 с.

25. Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели.-М.: Машиностроение, I974.-520 с.

26. Спицын Н. А. Потери на трение (справочное пособие), т. 2.-М.: Машиностроение, 1947.-604 с.

27. Спицын Н. А., Атлас С. Г. Потери на трение в подшипниках качения.-М.: Машиностроение, 1968. 437 с.

28. Спришевский А. И. Подшипники качения.-М.: Машиностроение, 1969. 632 с.

29. Тарг G.M. Основные задачи теории ламинарных течений.- М.: Гостехтеоретиздат, 1951. 420 с.

30. Шимкович А. А. Исследование трения в подшипниках качения.-Минск: Изд-во АН БССР, I960. 49 с.

31. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика.5. Статьи.

32. Босма Р. Источники трения в подшипниках качения.- В кн.: Consituciuei, deeZ 6, & 8, 1967, Ste 20.25. Перевод 70/18 258.

33. Бочков B.C., Старостин В. Ф. Трение в радиально-упорных шарикоподшипниках.- В кн.:Труды ВНИПП, М., 1968, Л 2, с. 12.16.

34. Григорьев A.M., Охрименко К. Я., Савченко В. И., Емельянов Р. Ф. Распределение нагрузки в подшипнике с пустотелыми роликами. -В кн.: Технология и организация производства. М., 1967, Л 2, с. 96.99.

35. Демидович В. М., Зайденштейн Г. И., Черноглазов В. А. Тепловой режим радиально-упорных шарикоподшипников ГТД с различными покрытиями их сепараторов.-В кн.: Контактная гидродинамика. Куйбышев, 1981, вып. З, с. 56.

36. Демидович В. М., Юрьева В. Л., Башкирцев В. А., Сенников М. Н. Напряженно-деформированное состояние полых роликов роликоподшипников ГТД.-В кн.: Ресурс и надежность ГТД (Труды ЩАМ} 1984.

37. Демидович В. М., Башкирцев В. А., Черноглазов В. А., Зайденштейн Г. И. Оценка потерь мощности в газотурбинных подшипниках с пустотелыми роликами.-В кн.: Подшипниковая промышленность, ЕНИПП, 1984.

38. Епифанов Г. й. О двучленном законе трения.-В кн.: Исследования по физике твердого тела, М., 1957, с. 37.40.

39. Ибрагимов Б. К., Шашкин В. В., Леонов Е. В., Пиковский В. А. Исследование распределения нагрузок в подшипниках с полыми роликами при радиальном преднатяге.-В кн.: Труды ВНИПП.М., 1973, вып.73, с. 33.38.

40. Какута К. Исследование момента трения шарикоподшипника, находящегося под осевой нагрузкой.-В кн.: Нихон кикай гак-кай рамбунсю, 1961, т.27, вып.178, с. 945.956.

41. Какута К. Момент трения шарикоподшипника под осевой нагрузкой и высоких скоростях.-В кн.: Нихон кикай гаккай рамбунсю, 1962, т.28, вып.193, с. 732.747.

42. II. Кальван В. А. Экспериментальное исследование моментов трения скоростных подшипников качения.-В кн.: Труды ВНИПП, М., 1966, № I, с. 54.66.

43. Капица П. Л. Гидродинамическая теория смазки при качении.-В кн.: ЖТФ, 1955, т.25, вып.4, С. 747.762.

44. Конвисаров Д. В. Исследование трения второго рода методом маятниковых колебаний.-В кн.: Труды Сибирского физико-технического института при Томском Госуниверситете им. В. В. Куйбышева, 1949, вып.28, с. 223.229.

45. Кустов В. Г., Воронина Н. И. Упругое сближение пустотелыхроликов с различными контактирующими телами.-В кн.: Подшипниковая промышленность, М., 1970, вып.2.

46. Кустов В. Г. Исследование напряженного состояния пустотелых цилиндрических роликов в зоне контакта.-В кн.: Труды ВНИПП, М., 1972, вып.4.

47. Народецкий М. З. Определение напряжений в круглом кольце под действием сосредоточенных сил.-В кн.: Известия АН СССР, ОТН, М., 1948, внп.1.

48. Пиковский В. А., Кустов В. Г., Леонов Е. В., Шашкин В. В., Зиновьев И. В. Исследование работоспособности высокоскоростных радиальных подшипников с полыми роликами.-В кн.: Проблемы прочности, Киев, 1971, вып.10.

49. Пиковский В. А., Кустов В. Г., Леонов Е. В., Шашкин В. В. Упругая деформация пустотелых бомбинированннх роликов под действием сосредоточенных сил, цриложенннх нормально к боковой поверхности.-В кн.: Подшипниковая промышленность, М., 1969, внп.1.

50. Пиковский В. А. Некоторые вопросы расчета и применения роликоподшипников с полыми телами качения.-В кн.: Динамика и прочность механических систем. Труды ПЛИ, 1970, вып.82.

51. Пинегин С. В. О прочности и износостойкости деталей подшипников качения.-В кн.: Вестник машиностроения, М., 1958, вып.З.

52. Сухинин В. И., Горбуленко В. А. Экспериментальное исследование закона изменения нагрузки между роликами и по их длине в роликовых опорно-поворотных кругах.-В кн.: Детали машин и подъемно-транспортные машины, 1968, вып.7, с. 103. 106.

53. Юрьева В. Л., Филонов Н. В. Напряженное состояние колец подшипников ГТД.-В кн.: Прикладные проблемы прочности и пластичности. Горький, 1ТУ, 1980.

54. Bowen WiEEazd L. HoEEou/ lottei tapezeddealing. Р.ж. «Машиностроительные материалы, конструкция и расчет деталей машин», 1981, № 6.

55. Chape Е. Сопротивление качению в нагруженных подшипниках качения.- KuEEaget tich nincjeп, 1967.

56. Hytt Anton. A/iektoze рогпа? ку о ioiiskach s duhyrni faEcekmi. «Рг. аstud. I! SD HEine. Set. Stiojn, 1975,^3, 31.54.

57. Macks E.P., Memeth I.hi. a.o. Opezaiionihazactezi sties of CyEindzicaE Rotteibeatings at High Speeds. Tiansc/ctcons of the ft SHE, mi, мое. 74, л/5, p.p. 705. 713.6. Диссертации.

58. Черноглазой В. А. Влияние мощности трения на тепловой режим тяжело нагруженных высокоскоростных роликоподшипников. Дне.канд.техн.наук.-Казань, 1974.-145 с.

59. Шашкин В. В. Исследование динамических характеристик высокоскоростных роликоподшипников и оптимизация их конструктивных параметров. Дис.канд.техн.наук.-Москва, 1975.-239 с. 7. Авторефераты.

60. Демидович В. М. Метод расчета теплового режима газотурбинных роликоподшипников. Автореф. дис.докт.техн.наук.-М., 1968.-34 с.

61. Ерошкин А. И. Исследование характеристик высокоскоростных тяжело нагруженных подшипников качения. Автореф. Дис.. канд.техн.наук.-М., I960.-22 с.

62. Зайденштейн Г. И. Повышение работоспособности радиально-упорных шарикоподшипников ГТД путем улучшения антифрикционных свойств покрытий их сепараторов.Автореф. Дис. .канд. техн.наук.-Казань, 1982. 20 с.

63. Клппкин А. П. Расчет теплового режима шарикоподшипниковых опор роторов ГТД. Автореф. Дис. .канд.техн.наук.-Казань, 1974. 28 с.

64. Кустов В. Г. Исследование динамической прочности, жесткости и работоспособности авиационных подшипников с пустотелыми роликами. Автореф. Дис. .канд.техн.наук.-М., 1975. 26 с.

65. Пиковский В. А. Исследование работоспособности высокоскоростных радиальных подшипников с полыми роликами. Автореф. Дис.канд.техн.наук.-Куйбышев, 1970. 28 с.

66. Поликарпов П. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование составляющих момента сопротивления вращению малогабаритных подшипников с четырехточечным контактом. Автореф. Дне. .канд.техн.наук.-Пермь, 1973. 32 с.

67. Ткачев Г. В. Тепловой режим роликоподшипников ГГД с повышенной теплонапряженности. Автореф. Дис.. .канд. техн. наук. -Казань, 1983. 20 с.

68. Нормативно-технически© документы.

69. ГОСТ 8.011−72. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений. М.: Изд-во стандартов, 1972.

70. ГОСТ 8.207−76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. М.: Изд-во стандартов, 1976.

71. ОСТ 100 148−75. Масла для авиационных газотурбинных двигателей. Введен с I января 1976 г. 12. Депонированные рукописи.

72. Демидович В. М., Башкирцев В. А., Черноглазов В. А. Затратымощности на привод газотурбинного роликоподшипника с пустотелыми роликами.- Казань, 1983, 8 с.- Рукопись представлена Казанским авиационным институтом. Деп. в ЦНТИ «Волна», № Д5 621.