The effect of oil grooves on the static characteristics of cylindrical 3-lobe journal bearings

Multilobe journal bearings with three operating lobes with cylindrical profiles and separated by oil grooves are applied in different types of rotating machinery. The design of 3-lobe journal bearings in relation to the number of lobes and oil grooves affects bearing static characteristics. This paper describes the results of the calculations of static characteristics of 3-lobe cylindrical journal bearings in relation to the different angular widths of oil grooves. The bases for the static characteristics are the oil film pressure, temperature, and viscosity distributions. The iterative solution of oil film geometry, Reynolds, energy, and viscosity equations are used to determine the required distributions and the load capacity of bearings. Laminar, adiabatic oil film, and the static equilibrium position of journal were assumed.

Układy łożyskowe maszyn wirnikowych charakteryzują się stosowaniem łożysk wielopowierzchniowych [L. 1–8]. Konstrukcja łożyska, w tym liczba powierzchni roboczych, rowków smarowych i ich szerokość kątowa wpływają na jego charakterystyki statyczne i dynamiczne. Charakterystyki statyczne obejmują rozkłady ciśnienia, temperatury, lepkości filmu smarowego, minimalną grubość, maksymalną temperaturę i ciśnienie w filmie smarowym, przepływ środka smarowego oraz straty tarcia. Program obliczeniowy charakterystyk łożyska umożliwia wyznaczenie charakterystyk statycznych łożyska, m.in. wpływ wielkości rowków smarowych na charakterystyki łożyska. Przedstawiono wyniki badań teoretycznych wpływu kątowej szerokości rowka smarowego na charakterystyki statyczne 3-powierzchniowego, cylindrycznego łożyska ślizgowego. Równania Reynoldsa, energii i lepkości rozwiązano metodą różnic skończonych, zakładając laminarny, adiabatyczny przepływ środka smarowego w łożysku o skończonej długości oraz statyczne położenie równowagi czopa.