Theoretical and experimental investigation of multilobe journal bearings at fluid and mixed friction

In the turbomachinery journal bearings during the start-up and stopping of machine the bearings can operate in the conditions of mixed lubrication. In the mixed lubrication regime, the hydrodynamic and boundary lubrication act simultaneously causing the increase of the friction coefficient, power loss and temperature of bearing; the wear of bearing material can be expected too. The task of paper is to consider, on the basis of developed programs of numerical calculation and experimental test rig the possibility of investigation of multilobe journal bearings static characteristics including the conditions of mixed lubrication.

---

Rozwój niezawodnych, wydajnych maszyn wirnikowych zakłada wzrost obciążenia łożysk ślizgowych. Zmniejszenie start tarcia w łożyskach ślizgowych jest jednym z warunków zmniejszenia strat mocy tych maszyn. W normalnych warunkach pracy łożyska ślizgowe pracują w warunkach tarcia płynnego. Na krzywej Stribecka punkt pracy łożyska położony jest daleko z prawej strony minimalnej wartości tarcia, tzn. łożysko pracuje w warunkach tarcia płynnego i minimalnej grubości szczeliny smarowej - większej aniżeli wielkość przejściowa h(o) [L. 1], Gdy warunki pracy ulegną zmianie w wyniku wzrostu obciążenia, spadku prędkości obrotowej lub wzrostu temperatury pracy, wówczas grubość filmu smarowego może osiągnąć wartość mniejszą aniżeli wartość krytyczna |L. 1-3| i łożysko zaczyna pracować w warunkach tarcia mieszanego. W praktyce współczynnik tarcia w warunkach tarcia granicznego ž(bound) = 0.12, w warunkach tarcia mieszanego ž(mix) = 0.03, a w warunkach tarcia płynnego ž(fluid) =0.01, a stosunek siły hydrodynamicznej do siły w warunkach tarcia granicznego wynosi F(hydr)/F(bound) = 4,5, tzn. że w tarciu płynnym obciążenie może być 4,5 razy większe aniżeli w warunkach tarcia mieszanego. Siła tarcia w warunkach tarcia płynnego jest o około 2,5 mniejsza aniżeli tarcie w warunkach tarcia granicznego (L. 2|. Konstruktor powinien znać charakterystyki pracy łożyska ślizgowego pracującego przejściowo lub w sposób ciągły w warunkach tarcia mieszanego. Referat przedstawia sposób obliczania strat tarcia w warunkach tarcia mieszanego na przykładzie łożyska ślizgowego 2-powierzchniowego pracującego w warunkach tarcia płynnego oraz wyniki badań doświadczalnych dla łożyska pracującego w warunkach tarcia mieszanego. Procedura i zastosowane metody powinny umożliwić badania wielopowierzchniowych łożysk ślizgowych pracujących w warunkach tarcia mieszanego.