Приводится асимптотическое решение задачи гидродинамического расчёта радиального двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв. Данное решение основано на полных нелинейных уравнениях Навье — Стокса и уравнении Дарси. Рассматривается случай, когда проницаемости пористых слоёв меняются непрерывно в радиальном направлении, а затем — случай, когда оси меняются как в радиальном, так и в окружном направлениях. В результате найдено поле скоростей и давлений в смазочном и пористом слоях. Получены аналитические выражения для основных рабочих характеристик подшипника. Дана оценка влияния нелинейных факторов, а также анизотропии на основные рабочие характеристики подшипника. Найдены условия, при которых радиальный неоднородный двухслойных подшипник по несущей способности обладает свойством подшипника двойного действия. Установлены наиболее рациональные значения конструктивных, режимных и других функциональных параметров, определяющих работоспособность подшипника.
The asymptotic solution to a problem of the hydrodynamic calculation of the radial two-layer porous bearing of infinite length with account for the permeability anisotropy of porous layers is presented. The solution is based on full nonlinear Navier — Stokes equations and Darcy's equation. The case when the porous layer permeability changes continuously in the radial direction, and then — the case when axes change both in radial and in circumferential directions are considered. As a result, a velocity and pressure field in the lubricant and porous layers is found. Analytical expressions for the main performance data of the bearing are obtained. The effect of nonlinear factors and anisotropy on the bearing basic performance is assessed. The conditions under which a radial non-uniform twolayer bearing according to the carrying capacity offers the double action property are determined. The most rational values of the design, operating, and other functional data defining the bearing operability are established.
Введение Как известно [1, 2], применение вкладышей из спечённых пористых металлокерамических сплавов позволяет улучшить работу подшипников скольжения. Эти сплавы обладают антифрикционными свойствами. Они работают с меньшим износом, чем изготовленные из цветных металлов, и позволяют создать режим жидкостного трения за счёт замены масла в порах. Гидродинамический расчёт радиальных пористых однослойных подшипников — достаточно исследованный вопрос. В работах [3—5] приводятся расчётные модели однослойных пористых подшипников бесконечной и конечной длины. Здесь проницаемость пористого слоя в радиальном направлении считается постоянной. В то же время на поверхности пористой плёнки, прилегающей к смазочному слою, и в пористой втулке проницаемость задаётся скачкообразно. Это не позволяет написать непрерывные условия сопряжения при использовании многослойных пористых втулок, что является существенным недостатком приведённых в [3—5] расчётных моделей. До настоящего времени в известной нам литературе не представлено теоретическое исследование работ многослойных пористых подшипников с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв в радиальном направлении. Ниже приводится решение этой задачи для двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв и нелинейных факторов. Постановка задачи Рассматривается установившееся течение вязкой несжимаемой жидкости в зазоре двухслойного пористого подшипника бесконечной длины с учётом анизотропии проницаемости пористых слоёв в радиальном направлении. Предполагается, что подшипник неподвижен, а шип вращается с угловой скоростью Ω.Поместим начало полярной системы координат в центре подшипника.