Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.25018/0236_1493_2026_5_0_20
Ключевые слова: vibration, dynamic characteristics, sliding bearing, surface texture, Rotor-bearing system, stability, centrifugal pump, numerical modeling, вибрация, динамические характеристики, подшипник скольжения, рельеф поверхности, роторно-подшипниковая система, устойчивость, центробежный насос, численное моделирование
Аннотация: Следствием виброактивности оборудования является проблема неплановых остановок и простоев таких критически важных систем горной промышленности, как насосные установки, что ведет к серьезным финансовым последствиям из-за производственных потерь и увеличения расходов на ремонт. Исследуется модификация рабочей поверхности радиального Показать полностьюгидродинамического подшипника скольжения центробежного насоса специальным микрорельефом поверхности, его влияние на динамические характеристики и устойчивость роторно-подшипниковой системы. Для расчета локальных и интегральных характеристик жесткости и демпфирования применены безразмерная модификация уравнения Рейнольдса с учетом нестационарности и конечно-разностная аппроксимация. Оценка устойчивости выполнялась по эквивалентной жесткости, логарифмическому декременту затухания, критической скорости потери устойчивости, а также по орбитам, вычисленным интегрированием уравнений движения ротора устойчивым многошаговым методом. Показано, что применяемый рельеф поверхности усиливает реактивный отклик смазочного клина и расширяет запас устойчивости: при эксцентриситете около 0,5 прирост эквивалентной жесткости достигает приблизительно 40%, а при значениях порядка 0,8 превышает трехкратный уровень относительно гладкой опоры; критическая скорость возрастает до пятикратного значения. В рабочем диапазоне эксцентриситета декремент затухания остается сопоставимым с гладким подшипником, что указывает на сохранение демпфирующей способности. Орбитальный анализ фиксирует сокращение площади стационарной петли примерно на 49%, что соответствует снижению амплитуды установившихся колебаний. Таким образом, специальный рельеф поверхности позволяет повысить виброустойчивость роторно-подшипниковой системы насоса и может послужить практичным инструментом управления ее динамикой в тяжелых условиях эксплуатации. The consequence of equipment vibrations is casual hitches and outages of such critical systems in the mining industry as pumping units, which leads to grave financial aftereffects connected with in-process losses and higher repair expenses. This study analyzes modification of face of a radial hydrodynamic sliding bearing of a centrifugal pump with a special microtexture, and the influence of the latter on the dynamic characteristics and stability of the rotor-bearing system. The calculation of the local and integral characteristics of stiffness and damping used a dimensionless modification of the Reynolds equation including non-stationarity and the finite difference approximation. The stability estimate involved an equivalent stiffness, logarithmic damping decrement, instability speed, as well as the orbits calculated by integrating of equations of rotor motion using a stable multi-step method. It is shown that the proposed type of the surface texture intensifies the response of an oil wedge and increases the marginal stability: at the eccentricity of 0.5, the increment in the equivalent stiffness reaches 40%, and at the eccentricity of 0.8, the increment exceeds the three-time level of a relatively smooth surface; the critical speed elevates by up to 5 times. Within a working range of the eccentricity, the damping decrement remains comparable with a smooth bearing, which points at the preserved damping capacity. The analysis of the orbits shows a decrease in the area of the static loop by 49%, which conforms with the contraction of the amplitude of stationary vibrations. In this manner, the special surface texture enables higher vibration resistance in the rotor-bearing systems of pumps, and can be a tool of the system dynamics adjustment in severe operation conditions.
Журнал: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал)
Выпуск журнала: №5
Номера страниц: 20-38
ISSN журнала: 02361493
Место издания: Москва
Издатель: ООО "Горная книга"