Федеральное агентство по образованию дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)

А. И. Самсонов

ПОДШИПНИКИ С ГАЗОВОЙ СМАЗКОЙ

ДЛЯ ТУРБОМАШИН

Владивосток

2008

УДК 621.431.74(075.8)

Самсонов А.И.

Подшипники с газовой смазкой для турбомашин: – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2008. – 281 с.

Приведены общие сведения о подшипниках с газовой смазкой, рассмотрены их достоинства и недостатки, перспективы применения в турбомашинах. Составлены математические модели для наиболее распространённых и перспективных типов подшипников для турбомашин. Представлены результаты численных расчётов основных интегральных характеристик (несущей способности, жёсткости, расхода газа на смазку, момента и мощности трения) подшипников с газовой смазкой. Показаны результаты исследований, опыт проектирования и эксплуатации подшипников с газовой смазкой и турбомашин с такими подшипниками на кафедре судовых двигателей внутреннего сгорания и установок Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В. В. Куйбышева).

Ил. 116, табл. 18, библ. – 342 назв.

Рецензенты: Сень Л. И., д-р техн. наук, профессор, начальник кафедры судовых котельных, турбинных установок и вспомогательного энергетического оборудования Морского государственного университета имени Г. И. Невельского; Чехранов С. В., д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой судовых энергетических установок Дальневосточного государственного рыбохозяйственного университета.

Монография печатается с оригинал - макета, подготовленного автором.

© Изд-во ДВГТУ, 2008

© Самсонов А.И, 2008

ISBN

В В Е Д Е Н И Е

Развитие современного машиностроения связано с ростом скорости роторов, так как это приводит к повышению производительности машин, уменьшению их габаритов, массы. Но при этом растет виброактивность машин. Снижение виброактивности, повышение надежности машин эффективно достигается применением подшипников с газовой смазкой. При этом устраняется масляная система, снижается пожароопасность и возможность загрязнения окружающей среды. По оценкам исследователей [126], до 1/3 мировых энергетических ресурсов расходуется на преодоление трения в той или иной форме. Подшипники с газовой смазкой позволяют минимизировать потери на трение, так как вязкость газов примерно в 1000 раз меньше вязкости масел.

Турбомашины с подшипниками на газовой смазке выпускаются серийно в различных отраслях техники, в первую очередь, в авиакосмической, станкостроительной [25, 56, 227]. По результатам эксплуатации число отказов подшипников с газовой смазкой составляет 0,2 - 0,3 на миллион часов работы [334], технический ресурс достигает 100000 часов.

Однако, несмотря на очевидные достоинства опор с газовой смазкой распространение их в энергетическом машиностроении идет относительно медленно из-за специфики конструкции и технологических процессов изготовления, недостаточного уровня знаний в области проектирования, изготовления и эксплуатации опор с газовой смазкой. Использование турбомашин с подшипниками на газовой смазке в специальных энергетических установках, в бортовом оборудовании самолетов, космических аппаратах и др. обусловило конфиденциальный характер исследований и опытно-конструкторских работ. Лишь немногие из полученных результатов описаны в технической литературе.  На основании опубликованных работ инженеру весьма сложно спроектировать подшипники с газовой смазкой с необходимыми характеристиками для реальной машины. Выходившие в нашей стране небольшими тиражами книги [53, 80, 107, 134, 140, 142, 143, 249, 256], посвященные газовой смазке, к настоящему времени стали библиографической редкостью.

К тому же в них недостаточное внимание уделяется численным методам расчета подшипников с газовой смазкой, которые в связи с повсеместным распространением компьютеров и увеличением скорости счета становятся наиболее перспективными и удобными для пользователя. В то же время программы расчета характеристик подшипников с газовой смазкой, доведенные до конкретных числовых результатов, становятся "товаром" и использовать их инженеры и студенты, как правило, не могут.

Монография предназначена для подготовки инженеров-механиков, владеющих методикой проектирования, производства и эксплуатации современных узлов трения, а также может быть полезна специалистам занимающимся разработкой турбомашин. В её основе 30-летний опыт исследований и проектирования подшипников с газовой смазкой в Дальневосточном государственном техническом университете.