W Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Wydziału Mechanicznego Politechniki Gdańskiej w zespole pod kierunkiem doc. dra inż. Olgierda Olszewskiego od wielu lat prowadzone są prace badawcze, konstrukcyjne i rozwojowe dotyczące hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych. Prace te zapoczątkował O. Olszewski w początkach lat 80. analizą przypadków bardzo niskiej trwałości wzdłużnych łożysk z wahliwymi klockami w turbosprężarkach w Zakładach Azotowych w Puławach. W wyniku analizy niedostatków łożyska o klasycznej konstrukcji O. Olszewski zaproponował oryginalną koncepcję łożyska z podatną płytą ślizgową [145, 146], którą poddano badaniom teoretycznym [148] i weryfikacyjnym, i z sukcesem wdrożono [147]. Dalsze prace nad łożyskami wzdłużnymi obejmowały szczegółowe badania wpływu parametrów konstrukcyjnych łożyska z podatną płytą ślizgową na jego właściwości [36], studia nad pożądanym kształtem powierzchni ślizgowej [34], a także kolejne projekty i wdrożenia nowych łożysk oraz badania przemysłowych łożysk wzdłużnych realizowane na zlecenie brytyjskiego producenta łożysk [150]. W wyniku prowadzonych prac stworzony został warsztat badawczy obejmujący stanowisko badawcze [149], dopracowaną metodykę pomiarów, w tym zwłaszcza metodykę wyznaczania kształtu filmu smarowego [37] oraz unikatową metodę pomiaru momentu tarcia w łożysku [39], a także zweryfikowane doświadczalnie termohydrodynamiczne modele obliczeniowe łożysk wzdłużnych o dowolnie ukształtowanej powierzchni ślizgowej [41]. W kolejnych latach, po zdobyciu niezbędnego doświadczenia, działalność zespołu objęła także projektowanie klasycznych łożysk wzdłużnych dużej średnicy przeznaczonych do nowych lub modernizowanych turbin wodnych elektrowni wodnych Myczkowce, Dychów i Dwory [152, 153, 54, 211, 47, 48] a także badania eksploatacyjne [210, 51], prace studyjne [207], [52] oraz prace eksperckie dotyczące problemów [45, 46] i perspektyw rozwoju łożyskowania wzdłużnego [44], zwłaszcza w maszynach wodnych. W roku 2003 zespół pod kierunkiem autora realizował także dwie prace badawcze dotyczące łożysk wzdłużnych na zlecenie firm zagranicznych - renomowanych producentów turbin wodnych - VATech Escher Wyss i Voith Siemens [209, 211]. Naukowym efektem prowadzonych prac były, poza licznymi publikacjami, także dwie prace doktorskie [42, 198]. Autor, od początku swojej pracy w Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn w 1986 roku, brał czynny udział w większości realizowanych przez zespól badań jako jeden z głównych wykonawców lub prowadzący prace.
Spis treści:Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów
WSTĘP
1. HYDRODYNAMICZNE ŁOŻYSKA WZDŁUŻNE - STAN WIEDZY
1.1. Wprowadzenie - obiekt badań - podstawowe zjawiska
1.2. Rozwój konstrukcji hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych
1.2.1. Rys historyczny
1.2.2. Modyfikacje konstrukcji łożysk drogą do rozwiązania występujących problemów
1.2.2.1. Nieprawidłowy kształt szczeliny smarowej - nadmierne odkształcenia segmentów
1.2.2.2. Nierównomierny rozkład obciążenia
1.2.2.3. Niewystarczająca odporność stopu łożyskowego na podwyższoną temperaturę
1.2.2.4. Niewystarczająca obciążalność podczas rozruchu i wybiegu maszyny
1.2.2.5. Zmniejszanie strat tarcia
1.2.3. Podsumowanie - stan wiedzy w dziedzinie konstrukcji łożysk wzdłużnych
1.3. Metodyka badań łożysk wzdłużnych
1.3.1. Modelowanie hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych
1.3.1.1. Rozwój modeli obliczeniowych łożysk
1.3.1.2. Modele zjawisk zachodzących w łożysku
1.3.1.3. Modele obliczeniowe kompletnych łożysk z wahliwymi klockami
1.3.2. Metodyka doświadczalnych badań łożysk wzdłużnych
1.3.3. Stan wiedzy w dziedzinie metodyki badań hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych
1.4. Zagadnienia związane z metodami projektowania hydrodynamicznych łożysk wzdłużnych
1.4.1. Inżynierskie metody obliczeniowe łożysk wzdłużnych
1.4.1.1. Metoda obliczeniowa w normie DIN 31654
1.4.1.2. Metoda obliczeniowa Engineering Sciences Data Unit (ESDU) 83004
1.4.1.3. Procedura oceny bezpieczeństwa stosowana przez firmę Waukesha
1.4.2. Projektowanie łożysk wzdłużnych
1.5. Optymalizacja w hydrodynamicznych łożyskach wzdłużnych
1.5.1. Optymalizacja kształtu szczeliny smarowej
1.5.2. Optymalizacja konstrukcji łożysk
1.5.3. Krytyczna analiza dotychczasowych prób optymalizacji
1.6. Podsumowanie aktualnego stanu wiedzy
2. SFORMUŁOWANIE PROBLEMATYKI BADAWCZEJ
2.1. Wprowadzenie
2.2. Cel i zakres badań własnych
3. OPRACOWANIE METODY PROJEKTOWANIA ŁOŻYSK Z WYKORZYSTANIEM OPTYMALIZACJI KSZTAŁTU SZCZELINY SMAROWEJ
3.1. Wprowadzenie
3.2. Optymalizacja kształtu szczeliny smarowej
3.2.1. Ograniczenia
3.2.1.1. Dopuszczalna grubość filmu
3.2.1.2. Dopuszczalne naciski w łożysku
3.2.1.3. Dopuszczalna temperatura łożysk
3.2.2. Cele optymalizacji
3.2.3. Parametry decyzyjne - opis kształtu szczeliny smarowej
3.2.4. Procedura optymalizacyjna
3.2.5. Obliczenia termohydrodynamiczne
3.3. Wpływ sposobu opisu kształtu na przebieg optymalizacji
3.4. Wpływ wymuszeń działających na łożysko na optymalny kształt szczeliny smarowej
3.4.1. Optymalny kształt szczeliny smarowej dla różnych wartości wymuszeń
3.4.1.1. Przypadek małej prędkości
3.4.1.2. Przypadek średniej prędkości
3.4.1.3. Przypadek większej prędkości (3000 obr./min)
3.4.1.4. Przypadek dużej prędkości
3.4.2. Wpływ ograniczeń na postać kształtu
3.4.2.1. Przypadek małej prędkości obrotowej ze zwiększonym wpływem temperatury
3.4.2.2. Przypadek dużej prędkości obrotowej ze zwiększonym wpływem grubości filmu
3.4.3. Wnioski z teoretycznych badań
3.5. Metody uzyskiwania optymalnego kształtu szczeliny smarowej
3.5.1. Poszukiwanie postaci konstrukcyjnej łożyska
3.5.1.1. Obróbka mechaniczna
3.5.1.2. Termosprężyste odkształcenia giętne
3.5.1.3. Odkształcenia postaciowe
3.5.1.4. Inteligentne systemy (?Smart systems")
3.5.2. Dobór parametrów konstrukcyjnych
4. WYKORZYSTANIE OPRACOWANEJ METODY DO PROJEKTOWANIA ŁOŻYSKA Z PODATNĄ PŁYTĄ ŚLIZGOWĄ
4.1. Ograniczenia, cele optymalizacji, opis kształtu, procedura optymalizacyjna
4.1.1. Ograniczenia, funkcja celu
4.1.2. Opis kształtu
4.1.3. Procedura optymalizacyjna
4.2. Przebieg i wyniki optymalizacji
4.3. Projektowanie łożyska
4.3.1. Postać konstrukcyjna łożyska
4.3.2. Obliczenia odkształceń płyty ślizgowej za pomocą metody elementów skończonych
4.3.3. Dobór parametrów konstrukcyjnych łożyska z podatną płytą ślizgową
4.3.4. Wnioski
5. BADANIA DOŚWIADCZALNE - WERYFIKACJA SKUTECZNOŚCI PROPONOWANEJ METODY PROJEKTOWANIA
5.1. Projektowanie typowego łożyska z wahliwymi klockami
5.2. Metodyka badań doświadczalnych łożysk wzdłużnych
5.2.1. Stanowisko badawcze, metodyka badań
5.2.2. Pomiar temperatury
5.2.2.1. Łożysko klockowe
5.2.2.2. Łożysko z płytą podatną
5.2.3. Doświadczalne wyznaczenie kształtu szczeliny smarowej
5.2.4. Pomiar odkształceń płyty ślizgowej
5.2.5. Dokładność pomiarów
5.3. Badania łożyska o optymalizowanym kształcie szczeliny smarowej
5.4. Badania łożyska z wahliwymi klockami
5.5. Porównanie wyników
5.5.1. Wpływ optymalizacji na minimalną grubość filmu
5.5.2. Wpływ optymalizacji na pozostałe właściwości obu rodzajów łożysk
6. PODSUMOWANIE
6.1. Podsumowanie uzyskanych wyników
6.2. Wnioski dotyczące dalszych badań
6.3. Wnioski końcowe
Bibliografia
Streszczenie w j. polskim
Streszczenie w j. angielskim
