Experimental study on the pressure variation in a journal bearing

Abstract

The radial bearings, which carry load in the radial direction and work on the principle of the hydrodynamic lubrication, are one of the commonnest types of the bearings used in industry They are especially used in environments where silence and cushioning of vibrations and resistance to vibrative forces are essential. These bearings are also employed under sub-zero temperatures. In this work, the effects of environment conditions on the performance of bearing pressure and consequently on the load were investigated. For the experiments, in order to measure the pressure distribution, 12 manometer-tubes were placed around the circumference with 30° between the tubes and 4 more tubes were-located along the hearing-length. The experiments were conducted at -8 °C and 18 °C for steel shafts and at 18 °C for plastic shafts. Different rotational speeds (1000, 1250, 1500, 1750, 2000 rpm) were employed. Additionally, at different temperature conditions, oils with different viscosities were used and their effects on the load were compared. In order to investigated the viscosity effects, OW-40 Mobil and OW-30 Castrol synthetic oils were used. The pressure variation was recorded with the sixteen tubes and the result were plotted. The performance results for plastic shaft bearing system were good at (1000 rpm) rotational speeds. On the other hand, the application of synthetic lubricant proved more effective on the bearing-shaft system.

Özet

Endüstride çok yaygın olarak kullanılan ve yükü radyal yönde taşıyan hidrodinamik yağlama esaslı yataklardan birisi de radyal kaymalı yataktır. Radyal kaymalı yataklar sessiz çalışma, titreşimli yüklemelere direnç (İçten yanmalı motorda biyel ve krank yatakları v.b.) ve titreşim sönümleme özelliklerinin arandığı yerlerde yaygın olarak önerilmektedir. Elasto hidrodinamik radyal kaymalı yataklar farklı ortam sıcaklıklarında da kullanılmaktadır. Buna örnek olarak negatif sıcaklıklar verilebilir. Yapılan bu çalışmada yatak basınçlarının ve dolayısı ile taşınan yükün farklı ortam sıcaklıklarında değişimi araştırılmıştır. Yapılan deneylerde basınç ölçümünde kullanmak amacıyla 12 adet manometre tüpü radyal yatağın çevresine 30° lik açılarla ve 4 adet manometre tüpü de yatağın uzunluğu boyunca yerleştirilmiştir. Ayrıca farklı ortam sıcaklıklarında değişik viskoziteli yağlayıcı maddeler kullanılarak, farklı yükleme durumlarında yatağın yük taşıma kabiliyeti test edilmiştir. Bu deneyler, -8, 18 °C, sıcaklıklarda çelik mil ile, ayrıca 18 °C'de ise plastik mil kullanılarak 1000, 1250, 1500, 1750 ve 2000 d/dak hızlarda yapılmıştır. Bu çalışmada; OW-40 Mobil ve OW-30 Castrol sentetik yağı kullanılarak, kaymalı yatağın 4 eksenel ve 12 çevresi boyunca değişik 16 noktadaki taşınan basınç değerleri elde edilmiş ve bunların bir kısmının grafikleri verilmiştir. Kaymalı yatakta kullanılan plastik mil, düşük devir aralıklarında (1000 d/dak) olumlu sonuç verirken, çelik mil-yatak sisteminde, sentetik bir yağlayıcı kullanılması, yatağın taşıdığı yük kapasitesi üzerinde daha fazla etkili olmaktadır.