Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Старостин, Н.П.
Моделирование теплового процесса в полимерном подшипнике скольжения с возвратно-вращательным движением вала / Н. П. Старостин, Р. С. Тихонов // Трение и износ / гл. ред. А.Я. Григорьев; учредитель Национальная академия наук Беларуси (Минск), Российская академия наук, Государственный комитет по науке и технологиям Республики Беларусь. – 2022. – Т.43 №4. – С. 405-413. – На рус. яз.

Исследуется тепловой процесс в радиальном подшипнике скольжения из наполненного фторопласта, работающем в возвратно-вращательном режиме. Тепловой процесс в подшипнике скольжения описывался трехмерным уравнением теплопроводности в цилиндрических координатах. Влияние возвратно-вращательного движения вала на нестационарное 3D температурное поле учитывалось конвективным членом уравнения теплопроводности. При допущении малости эксцентриситета подшипника предложена упрощённая запись условия фрикционного теплообразования в зоне контакта. Для определения нестационарного температурного поля в подшипнике скольжения использовался известный метод конечных разностей с расщеплением по пространственным переменным, заключающийся в поэтапном решении одномерных разностных уравнений. Для решения одномерного уравнения по угловой координате с конвективным членом, учитывающим возвратно-вращательное движение вала, использовалась монотонная разностная схема. Монотонная схема позволяет находить решение уравнения теплопроводности при любых шагах по временной и угловой переменной. Из множества таких приближенных решений предложено выбирать решение при числе Куранта равном 1. Рассматривается пример расчёта теплового процесса подшипника скольжения из Ф4К20 со следующими геометрическими размерами: радиус вала 0,0125; радиусы втулки - 0,01 и 0,016, длина вала и подшипника - 0,096 и 0,022 м. Вычислительные эксперименты проводились при одинаковой нагрузке 2400 Н и различных значениях амплитуды и частоты качаний. При частоте 1 Гц и амплитуде движения вала 60° отмечено периодическое колебание температуры во времени с амплитудой примерно 2,5 °C. Расчётами с варьированием теплоёмкости при конвективном члене показано, что колебания температур обусловлены движением вала. Разработанные методы расчёта могут быть использованы в качестве методики определения кинематических условий, при которых в математической модели теплового процесса необходимо учитывать скорость движения вала. Полученные результаты могут быть использованы при тепловой диагностике трения в реальных подшипниках скольжения.

536.241:621.822.1

общий = БД Техника
общий = ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
общий = МОДЕЛИРОВАНИЕ
общий = ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ
общий = КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ МЕТОД