Исследование динамики роторов на подшипниках скольжения при смазке реомагнитными жидкостями

Объектом исследования являются являются магнитореологические подшипники, в состав которых входят радиальный подшипник скольжения, смазываемый магнитореологической жидкостью, и электромагнитный актуатор. Цель работы – выявление закономерностей работы магнитореологических подшипников жидкостного трения с целью совершенствования динамических и энергетических характеристик роторных систем. В рамках работы были разработаны и реализованы комплекс математических моделей роторных систем на подшипниках жидкостного трения, смазываемых магнитореологическими жидкостями. Математические модели имеют два уровня: математическая модель течения магнитореологической жидкости в зазоре между двумя несоосными цилиндрами под действием внешнего приложенного магнитного поля и математическая модель динамики твердого ротора. Гидродинамическая модель течения магнитореологической среды основана на континуальном представлении материи в исследовании ее термомеханического движения. Дополнительно при моделировании течения в зазоре подшипника были использованы общепризнанные модели кавитации, турбулентности и прочие дополнительные соотношения, предназначенные для описания объекта исследования. Модель динамики твердого ротора основана на уравнениях Эйлера и механике шестистепенных шарниров для описания влияния реакций смазочного слоя. Численная реализация выполнена с использованием методов конечных разностей, конечных элементов и контрольных объемов. Экспериментальная часть исследования производилась на разработанном экспериментальном стенде, включающем магнитореологические опоры жидкостного трения, с частотами вращения 0-4000 об/мин. В качестве измерительного оборудования использована портативная система виброакустических измерений Bruel&Kjaer, мультикомпонентная модульная система National Instruments с комплектом модулей аналогового входа и выхода. В качестве программы сбора данных использованы собственные программные комплексы, спроектированные при помощи Matlab Simulink. Научные результаты представлены в виде комплексных математических моделей роторных систем на магнитореологических подшипниках жидкостного трения с учетом эффектов кавитации и турбулентности; - комплекса программ реализации численных моделей роторных систем на магнитореологических подшипниках жидкостного трения, а также комплекса программ, предназначенных для проведения экспериментальных исследований и сбора экспериментальных данных; - разработанного экспериментального стенда роторной системы на магнитореологических подшипниках жидкостного трения; -теоретико-экспериментального обоснования применимости магнитореологических жидкостей в качестве смазочного материала подшипников скольжения. Представленные материалы вносят вклад в разработку новых типов триботронных опор роторов.