ISSN: 1819-3293; 2415-3915

вхід
DOI: 10.31653/1819-3293-2021-1-27-84-92

25.11.2021

Розрахунок контактного тиску та зони контакту в парах ковзання судових дизелів

Сагін С.В., Кривий М.О.

Анотація

Annotation – The durability of marine diesels significantly depends on the operation of friction pairs, such as: piston rings - cylinder liner; crankshaft - bearing shell, plunger - sleeve, and others. This is primarily due to the constant contact interaction of the elements of the friction pairs at different temperatures and load. Therefore, the research of normal pressure and the definition of contact areas in the friction pairs, the studying of the influence of the quality of lubricants on these characteristics are important tasks for predicting the longevity of marine diesels. The solution of these problems is based on the application of mathematical models of processes (numerical simulations) that occur in friction pairs. This considers two main processes that occur during the operation of the friction pairs: the research of contact and tangential stresses that occur in friction pairs in the framework of elastic or elastic-plastic contact models; study of hydrodynamic processes in a thin layer of oil between the elements of the friction pairs. The combination of these processes allows to sufficiently assess the influence of the elastic-mechanical properties of the sliding vapor elements and the viscosity and hydrodynamic characteristics of the oils on the durability of the marine diesel unit. The first process is researched in this work. In particular, for the analysis of contact stresses and contact zones in friction pairs, the method of numerical modeling is used, which is based on the differential equations of the theory of elasticity. With the help of fundamental solutions (influence functions), the problem is reduced to an integra-differential equation with the Gilbert’s kernel. The solution of which is constructed using the method of orthogonal polynomials as well as easy-to-use approximation formulas. Numerical simulations were performed, as a result, the maximum pressure and contact zone parameters for some combinations of friction pairs materials of marine diesel engines were determined. In particular, the influence of the radial gap on the pressure distribution and the size of the contact zone between the elements of the friction pairs of marine diesels is established.

Список літератури

  1. Горб С. И. Повышение точности числового моделирования рабочих процессов дизелей / Автоматизация судовых технических средств науч.- техн. сб. – 2020. Вып. 26. Одесса: НУ «ОМА». – С. 3 – 26.
  2. Кривий М.О., Сагін С.В. Математична модель мастильного шару в парах ковзання в суднових енергетичних установках // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференцій «Суднова електроінженерія, електроніка і автоматика» 05.11.2019 – 06.11.2019. Одеса, НУ «ОМА». – С. 144 – 148.
  3. Сагін С.В., Кривий М.О. Визначення розподілу тиску в шарі неньютонівських мастил у суднових енергетичних установках / Вісник Одеськ. нац. морск. ун-ту : зб. наук. праць. – 2020. – № 2(62). – С. 160 – 170.
  4. Штаерман И. Я. Контактная задача теории упругости. – М.: Гостехиздат, 1949. – 272 с.
  5. Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1986. – 176 с.
  6. Попов Г. Я. Концентрация упругих напряжений возле штампов, разрезов, тонких включений. – М.: Наука, 1982. – 344 с.
  7. Поповский Ю. М., Сагин С. В., Ханмамедов С. А., Гребенюк М. Н., Терегеря В. В. Влияние анизотропных жидкостей на работу узлов трения // Вестник машиностроения. – 1996. – № 6. – С. 7 - 11.
  8. Мацкевич Д. В., Сагин С. В., Ханмамедов С. А. Изменение реологических характеристик смазочных материалов в циркуляционной масляной системе в процессе эксплуатации среднеоборотного двигателя // Судовые энергетические установки: науч.-техн. сб. – 2010. – Вып. 25. – Одесса: ОНМА. – С.109 – 118.
  9. Сагин С. В., Заблоцкий Ю. В. Влияние анизотропных жидкостей на работу узлов трения судовых дизелей // Проблеми техніки: наук.-виробн. журнал. – 2012. – № 4. – Одесса: ОНМУ. – С. 68 – 81.
  10. Сагин С. В. Определение диапазона стратификации вязкости смазочного материала в трибологических системах судовых дизелей // Вісник Одеськ. нац. морск. ун-ту.: зб. наук. праць. – 2019. – Вип. 1(58). – С. 89 – 100.
  11. Сагин С. В. Реология моторных масел при режимах пуска и реверса судовых малооборотных дизелей // Universum. Технические науки. – 2018. – Вып. 3(48). – С. 67 - 71.

Ключові слова

Завантаження: 6

Перегляди: 547

Читати статтю Завантажити PDF