Evaluation of the wear resistance of the modified radial bearing design considering the compressibility and viscosity of the micropolar lubricant

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The research includes the development and analysis of a mathematical model of the micropolar lubricant flow in the working gap of a modified design of an infinite radial sliding bearing, taking into account compressibility and the effect of pressure on the rheological properties of the lubricant. Considering the lubricant compressibility, the authors took into account the dependence of the viscosity and density of the lubricant on high pressure. Under typical conditions of radial bearings, significant loads can cause changes in the properties of the lubricant, which affects its ability to form a stable lubricating film. Therefore, the introduction of compressibility parameters into the model allows more accurately predicting the behavior of the lubricant and the effectiveness of lubrication in various operating modes. The new model has been developed by the well-known equations of the flow of a micropolar lubricant, the continuity and the state equation. A comparative analysis of the numerical result of theoretical models and experimental research is carried out. Thus, the research represents a significant contribution to the field of radial bearings sphere. The obtained results can be used for further improvement of bearing designs, which allows increasing their reliability and durability of mechanical engineering.

About the authors

Murman A. Mukutadze

Rostov StateTransport University

Author for correspondence.
Email: murman1963@yandex.ru
SPIN-code: 9636-3223
Scopus Author ID: 55049709500
ResearcherId: AAI-2420-2021

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Higher Mathematics Department

Russian Federation, Rostov-on-Don

Pavel V. Kharlamov

Rostov StateTransport University

Email: pvharlamov@rgups.ru
ORCID iD: 0000-0001-5100-4894
Scopus Author ID: 57191516687

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Transport Vehicles and Tribotechnics Department

Russian Federation, Rostov-on-Don

Viktor M. Prikhodko

Rostov StateTransport University

Email: v.m.prikhodko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0907-9320

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Descriptive Geometry and Graphics Department

Russian Federation, Rostov-on-Don

Ekaterina A. Bolgova

Rostov StateTransport University

Email: bolgova_katya6@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0737-1846

Graduate Student of Higher Mathematics Department

Russian Federation, Rostov-on-Don

Valentina E. Shvedova

Rostov StateTransport University

Email: shvedovavalya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8469-7671

Graduate Student of Higher Mathematics Department

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

  1. Isaacs N. S. Liquid phase high pressure chemistry. New York, Chichester Brisbane, Toronto: Wiley-Interscience, 1981. 414 p. (In Engl.).
  2. le Noble W. H. Organic high pressure chemistry. Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo: Elsevier, 1988. 489 p. (In Engl.).
  3. Marcus Y., Hefter G. T. The compressibility of liquids at ambient temperature and pressure // Journal of Molecular Liquids. 1997. No. 73–74. P. 61–74. doi: 10.1016/S0167-7322(97)00057-3. (In Engl.).
  4. Kiselev V. D., Kashaeva E. A., Konovalov A. I. Pressure effect on the rate and equilibrium constant of the Diels-Alder reaction 9-chloroanthracene with tetracyanoethylene // Tetrahedron. 1999. Vol. 55. P. 1153–1162. (In Engl.).
  5. Polyakov R., Savin L. The method of long-life calculation for a friction couple «rotor-hybrid bearing» // Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, Coupled Problems 2017, Rhodes Island, June 12–14. 2017. P. 433–440. EDN: XXKOLJ. (In Engl.).
  6. Polyakov R. Predictive analysis of rotor machines fluid-film bearings operability // Vibroengineering Procedia. 2020. Vol. 30 (3). P. 61–67. doi: 10.21595/vp.2020.21379. (In Engl.).
  7. Kornaeva E. P. Application of artificial neural networks to diagnostics of fluid-film bearing lubrication // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 734. P. 012154. doi: 10.1088/1757-899X/734/1/012154. EDN: UARRFL. (In Engl.).
  8. Shutin D. V., Polyakov R. N. Active hybrid bearings as mean for improving stability and diagnostics of heavy rotors of power generating machinery // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 862. P. 032098. doi: 10.1088/1757-899X/862/3/032098. (In Engl.).
  9. Polyakov R. N., Savin L. A., Vnukov A. V. Matematicheskaya model′ beskontaktnogo pal′chikovogo uplotneniya s aktivnym upravleniyem zazorom [Mathematical model of the inflammatory pullic seal with active management of the clearance] // Fundamental′nyye i prikladnyye problemy tekhniki i tekhnologii. Fundamental and Applied Problems of Engineering and Technology. 2018. No. 1 (327). P. 66–71. EDN: XXRSCT. (In Russ.).
  10. Negmatov S. S., Abed N. S., Saidakhmedov R. Kh. [et al.]. Issledovaniye vyazkouprugikh i adgezionno-prochnostnykh svoystv i razrabotka effektivnykh vibropogloshchayushchikh kompozitsionnykh polimernykh materialov i pokrytiy mashinostroitel′nogo naznacheniya [Research of viscoelastic and adhesion-strength property and development of effective vibration absorbing composite polymeric materials and coatings of mechanical engineering purpose] // Plasticheskiye massy. Plasticheskie Massy. 2020. No. 7–8. P. 32–36. doi: 10.35164/0554-2901-2020-7-8-32-36. EDN: MEIYAF. (In Russ.).
  11. Sayfullayeva G. I., Negmatov S. S., Abed N. S., Kamalova D. I. Issledovaniye elektroprovodyashchikh kompozitsionnykh termoreaktivnykh polimernykh materialov i pokrytiy na ikh osnove dlya tribotekhnicheskogo naznacheniya [Research of electrically conductive composite thermoreactive polymer materials and coatings on their basis for tribotechnical purpose] // Universum: tekhnicheskiye nauki: elektron. nauch. zhurn. Uuniversum: Technical sciences. Electronic Scientific Journal. 2020. No. 12 (81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11102 (accessed: 20.06.2024). (In Russ.).
  12. Yerofeyev V. T., Smirnov I. V., Voronov P. V. [et al.]. Issledovaniye stoykosti polimernykh pokrytiy v usloviyakh vozdeystviya klimaticheskikh faktorov chernomorskogo poberezh′ya [The study of stability of polymeric coatings in terms of exposuring climatic factors of the black sea coast] // Fundamental′nyye issledovaniya. Fundamental Research. 2016. No. 11–5. P. 911–924. EDN: XSDHHB. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41277 (accessed: 20.06.2024). (In Russ.).
  13. Ikromov N. A., Rasulov D. N. Ob′′yekty i metodiki issledovaniya kompozitsionnykh polimernykh materialov [Objects and methods of research of composite polymer materials] // Sovremennyye nauchnyye issledovaniya i innovatsii. Modern Scientific Researches and Innovations. 2020. No. 10 (114). EDN: TMYHPK. URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/10/93640 (accessed: 20.06.2024). (In Russ.).
  14. Zinoviev V. E. Analysis of factor affecting the strength of fixed bonds assembled using metal-polymer compositions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 900 (1). P. 012009. doi: 10.1088/1757-899X/900/1/012009. EDN: TLACUN. (In Engl.).
  15. Cibulka I., Hnedkovsky L., Takagi T. P-ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 4. Higher l-alkanols (C11, C12, C14, C16), secondary, tertiary, and branched alkanols, cycloalkanoles, alkanediols, alkanetriols, ether alkanols, and aromatic hydroxy derivatives // Journal of Chemical & Engineering Data. 1997. Vol. 42. P. 415–433. doi: 10.1021/JE960389Z. (In Engl.).
  16. Cibulka I., Takagi T. P-ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 5. Aromatic hydrocarbons // Journal of Chemical & Engineering Data. 1999. Vol. 44. P. 411–429. doi: 10.1021/je960199o. (In Engl.).
  17. Cibulka I., Zikova M. Liquid densities at elevated pressures of l-alkanols from C1 to C10: a critical evaluation of experimental data // Journal of Chemical & Engineering Data. 1994. Vol. 39 (4). P. 876–886. doi: 10.1021/je00016a055. (In Engl.).
  18. Cibulka I., Hnedkovsky L. Liquid densities at elevated pressures of n-alkanes from C5 to C16: a critical evaluation of experimental data // Journal of Chemical & Engineering Data. 1996. Vol. 41. P. 657–668. doi: 10.1021/je960058m. (In Engl.).
  19. Shapovalov V. V., Kolesnikov V. I., Kharlamov P. V. [et al.]. Improving the efficiency of the path — rolling stock system based on the implementation of anisotropicfrictional bonds // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 900 (1). P. 012011. doi: 10.1088/1757-899X/900/1/012011. EDN: KJDDLF. (In Engl.).
  20. Cibulka I., Hnedkovsky L., Takagi T. P- ρ-T data of liquids: summarization and evaluation. 3. Ethers, ketones, aldehydes, carboxylic acids, and esters // Journal of Chemical & Engineering Data. 1997. Vol. 42. P. 2–26. doi: 10.1021/je960199o. (In Engl.)
  21. Kirishchiyeva V. I., Mukutadze M. A. Issledovaniye iznosostoykosti radial’nogo podshipnika s polimernym pokrytiyem, rabotayushchego na mikropolyarnom smazochnom materiale [Investigation of wear resistance of polymer-coated radial bearing running on micropolar lubricant] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2022. No. 4 (184). P. 41–45. doi: 10.25206/1813-8225-2022-184-41-45. EDN: DXLWGM. (In Russ.).
  22. Mukutadze M. A., Abdulrakhman Kh. N., Shvedova V. E. [et al.]. Issledovaniya na iznosostoykost’ konstruktsii radial’nogo podshipnika s uchetom reologicheskikh svoystv mikropolyarnogo smazochnogo materiala [Studies on wear resistance of the radial bearing design taking into account rheological properties of micropolar lubricant] // Omskiy nauchnyy vestnik. Omsk Scientific Bulletin. 2023. No. 3 (187). P. 5–14. doi: 10.25206/1813-8225-2023-187-5-14. EDN: IKFMSX. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».