Computational modeling of radial hydrodynamic bearings for water machines

Cílem závěrečné práce je vypočítat koeficienty tuhosti a tlumení radiálních hydrodynamických ložisek. Práce se zabývá válcovými a citronovými ložisky. Řešení tohoto problému závisí zejména na hydrodynamickém tlakovém poli uvnitř ložiska. Pro výpočet tlakového pole se využívá numerické řešení Reynoldsovy rovnice pomocí metody sítí. Při řešení je uvažován vliv proměnné viskozity a hustoty maziva v důsledku teplotních změn. Také je hledána rovnovážná poloha čepu v ložisku v závislosti na provozních parametrech. Koeficienty tuhosti a tlumení ložiska jsou totiž určeny s využitím dynamických výchylek z této rovnovážné polohy. V práci jsou uvedeny tři metody pro určení těchto koeficientů. Výsledkem práce je algoritmus pro výpočet koeficientů tuhosti a tlumení pro zvolené vstupní parametry válcových a citronových ložisek. Jsou prezentovány výsledky pro citronová ložiska a je provedeno srovnání s komerčním softwarem DynRot BR. Přínosem práce je vytvoření algoritmu pro výpočet rovnovážné polohy čepu, nový způsob zahrnutí teplotních změn ve viskozitě a hustotě maziva a modifikace metody pro výpočet koeficientů tuhosti a tlumení na základě analogie s experimentem.The aim of this thesis is to calculate the stiffness and damping coefficients for radial hydrodynamic bearings. Cylindrical and lemon hydrodynamic bearings are considered. The solution to this problem mainly depends on the hydrodynamic pressure in the bearing. The numerical solution of the Reynolds equation is used to calculate the pressure. The effect of variable viscosity and density of the lubricant due to temperature changes is considered. The static equilibrium position of the journal centre is also solved. The stiffness and damping coefficients are determined using small amplitude journal motions about the equilibrium position. Three methods for determining these coefficients are presented. The outcome of this thesis is an algorithm for the calculation of stiffness and damping coefficients for cylindrical and lemon bearings. Results for lemon bearings are presented and comparison with the commercial software DynRot BR is made. The benefit of this thesis is the creation of an algorithm for the calculation of journal centre equilibrium position, a new way of incorporating the temperature changes in the viscosity and the density of the lubricant, and the modification of a method for calculating stiffness and damping coefficients based on experimental analogy.