Strukturalna optimizacija poroznih radijalnih kliznih ležaja

Abstract

Proizvodnja i istraživanje samopodmazujućih kliznih ležaja su u stalnoj ekspanziji zbog svoje osobine da su pogodna za održavanje i imaju dug radni vek. Ovo je verovatno veoma važan razlog za njihovu uobičajenu upotrebu kod većine savremenih mašina i mehanizama, gde porozni klizni ležaji zauzimaju lidersku poziciju. Sa novim metodama simulacije i softverskim alatima moguće je sačiniti kvalitativne analize ponašanja kliznih ležaja, uzimajući u obzir njihove elastične deformacije. U ovom radu predstavljena je strukturalna optimizacija radijalnih poroznih kliznih ležaja koji su složeno opterećeni. Kao opterećenje na unutrašnjoj površini poroznog kliznog ležaja uzeta je raspodelom pritiska izračunata po hidrodinamičkoj teoriji podmazivanja. Pored toga postoji i sila trenja klizanja, kao i neravnomerna raspodela temperatura po zapremini ležaja, koje takođe treba uzeti u obzir. Strukturalna analiza je urađena za svako od navedenih opterećenja pojedinačno, kao i za složeno opterećenje ovih ležaja. Analiza je obavljena metodom konačnih elemenata (MKE) u modulu za strukturalnu analizu softvera CATIA V5R11. Na osnovu rezultata ove analize u drugom delu rada je data parametarska optimizacija poroznog kliznog ležaja, uzimajući u obzir elastične deformacije čaure ležaja. Simulacije, analize i optimizacija, koje su realizovane pomoću CATIA V5R11 su u ovom radu predstavljene i ilustrovane odgovarajućim slikama i dijagramima.

Selflubricating sliding bearings production and investigations are still in great expansion because of their very practical maintenance and very long operating life. This is probably a very important reason for their common use in most of modern machines and mechanisms, where porous metal bearings take a leader position. With some new simulation methods and software tools it is possible to make qualitative analysis of sliding bearing behavior taking elastic deformations in account. This paper presents structural optimization of journal porous metal bearing under complex load distribution. Surface of porous metal bearing is loaded inside with pressure distribution that is calculated by hydrodynamic lubrication theory. Besides, there is also frictional force loading inner surface and nonuniform temperature distribution on bearing volume. The structure analysis is made for each kind of load separately and for complex load distribution of bearing. This analysis is realized by finite elements method (FEM) in structure analysis module of CATIA V5R11 software. Based on analysis results, in the second part of the paper is given parameter optimization of porous metal bearing with taking elastic deformations of bearing shell into account. These simulations analysis and optimizations realized in CATIA are covered and illustrated with corresponding pictures and diagrams.