Hydrodynamic tilting pad journal bearing with automatic control

Hydrodynamic three tilting-pad journal bearing is analyzed in the paper. It is shown that, when assembling that type of not controlled bearing, it is impossible to obtain a small clearance between the pad and the journal at high frequency of journal rotation. In a static state, i.e. when the journal is immobile, such a bearing should be assembled with a large interference between the pads and the journal in order to guarantee the small clearance at rotation. At start, when the hydrodynamic lubricating wedges between the pads and journal are absent, the bearing would work with dry friction, resulting in quick wear of pads and high load of the drive motor. Apart of that, it is impossible to control the power consumption and temperature regime neither for idle nor for working rotation of the journal. The proposed automatic control gives a possibility to regulate the clearance between the pads and the journal by measuring and controlling the axial force of the pad load, and in such a way to improve work conditions of the bearing.

Praca dotyczy analizy warunków pracy łożyska hydrodynamicznego z panewką z ruchomymi płytkami ze sterowaniem automatycznym. Pokazano, że bez sterowania nie jest możliwe zapewnienie małej szczeliny pomiędzy płytką a czopem przy obrotach wału z dużymi prędkościami. W warunkach statyki, gdy wał pozostaje w spoczynku, łożysko takie powinno być montowane z dużym luzem ujemnym pomiędzy płytkami i czopem aby zagwarantować małą szczelinę przy obrotach wału. W początkowym okresie pracy łożyska, przy braku klina smarnego, łożysko mogłoby pracować w warunkach tarcia suchego co prowadzi do szybkiego zużycia płytek i dużego obciążenia napędu. Ponadto nie jest możliwe sterowanie zużyciem energii ani warunkami temperatury w której pracuje łożysko zarówno bez jak i pod obciążeniem. Zaproponowane sterowanie daje możliwość regulacji szczeliny pomiędzy płytkami i czopem poprzez pomiar i sterowanie siłą osiową obciążającą płytkę, co prowadzi do polepszenia warunków pracy łożyska.