Разработка методов и средств повышения прочности, работоспособности и долговечности тяжелонагруженных опор скольжения роторов энергетических установок тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Q03447S23

БАИБОРОДОВ ЮРИЙ ИВАНОВИЧ

Разработка методов и средств повышения прочности, работоспособности и долговечности тяжелонагруженных опор скольжения роторов энергетических установок

Специальность 01.02.06 - динамика, прочность машин, приборов и

аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Самара 2008

003447823

Работа выполнена при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С П Королева»

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Белоусов Анатолий Иванович

доктор технических наук, профессор Громаковский Дмитрий Григорьевич

доктор технических наук, профессор Кулаков Геннадий Алексеевич

Ведущая организация Филиал ОАО «ГидроОГК» - «Жигулевская ГЭС»

Защита состоится 31 октября 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 215 02 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С П Королева)) по адресу 443068, г Самара, Московское шоссе, 34, ауд 209

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С П Королева»

Автореферат разослан 15 сентября 2008 г

Ученый секретарь

доктор технических наук, профессор

Скуратов Д JI

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Анализ развития машиностроения показывает, что одной из главных тенденций при проектировании и создании машин является все возрастающая единичная мощность агрегатов

В то же время неизбежным следствием указанной тенденции является рост габаритов машин, скоростей вращения роторов, увеличение статических и динамических нагрузок на опоры осей и валов В результате в ряде случаев прочность, работоспособность и долговечность машин стала определяться прочностью, работоспособностью и долговечностью опор роторов

Указанные факторы играют особо важную роль в энергетических установках гидравлических и тепловых электростанций, где единичная мощность энергоблоков достигает 600-800 МВт В таких машинах применяются опоры скольжения, основным материалом для изготовления которых является баббит Однако, как показывает опыт, баббитовые опоры скольжения обеспечивают требуемую прочность, работоспособность и долговечность лишь до определенных пределов статических и динамических удельных нагрузок, температур и скоростей скольжения Кроме того, баббитовые опоры скольжения не обладают вибродемпфирующими свойствами и не компенсируют перекосы валов и осей

Аварийные остановки гидроагрегатов приводили к снижению мобильности ГЭС, являющихся самым эффективным регулятором загрузки крупных кольцевых энергосистем нашей страны Они наносили ущерб, связанный с недовыработкой электроэнергии и внеплановым простоем в ремонте повредившихся опор скольжения

Повышение прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения стало одной из актуальнейших крупных проблем в гидро- и теплоэнергетике в последние 25-30 лет

Вполне естественно, что для решения возникшей проблемы требовалось провести глубокие и всесторонние теоретические и экспериментальные исследования, позволяющие обеспечить не только прочность, работоспособность и долговечность и улучшенные техщпеские характеристики машин и оборудования, но и увеличить эффективность работы системы «человек - машина», что имеет большое социальное значение

Лель и задачи исследований

Целью диссертации является повышение прочности, работоспособности и долговечности тяжелонагруженных опор скольжения роторов энергетических установок Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи-

1 Анализ существующего состояния вопроса и существующих методов и средств обеспечения прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения

2 Разработка моделей работы опор скольжения и выполнение исследований динамической напряженности опор скольжения различных конструкций, работающих при пусках и остановках роторов под нагрузкой и в установившемся режиме работы энергетических установок

3 Разработка методов проектирования и технологии изготовления опор скольжения повышенной прочности, работоспособности и долговечности '

4 Разработка и изготовление опытных экземпляров новых тяжелонагруженных радиальных осевых опор скольжения роторов энергетических установок и их экспериментальные

¡сследовання

5 Внедрение разработанных новых конструкций опор скольжения на отечественных и арубежных энергетических установках

Методы исследований

Теоретический с использованием гидродинамической теории смазки (включая методы октактно-гидродинамической модели работы у пру го деформирующихся трущихся оверхностей, разделенных слоем смазки), теории упругости, прочности

Экспериментальный, осуществляющийся на стендах лаборатории и на промышленных бъектах путем натурных испытаний

Научная новизна работы

1 Разработаны модели, учитывающие влияние упругих деформаций поверхностей трения в радиальных и осевых опорах скольжения, на несущую способность смазочного слоя, форму зазора и распределения в нем гидродинамических давлений

2 На основании созданных моделей разработан метод проектирования упругодеформирующихся опор скольжения повышенной прочности, работоспособности и долговечности за счет обеспечения оптимального распределения гидродинамических давлений между поверхностями трения

3 Созданы принципиально новые конструкции композитных радиальных и осевых эластичных металлопластмассовых (ЭМП) опор скольжения, обладающих высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью

4 Разработан метод определения координат центра гидродинамических давлений (МОКЦЦ) в окружном и радиальном направлении в самоустанавливающихся ЭМП сегментах с учетом податливости покрытия, позволяющий проектировать и устанавливать ЭМП сегменты в подпятниках гидроагрегатов с оптимальным окружным и радиальным эксцентриситетом, обеспечивающим наибольшую грузоподъемность, прочность и долговечность ЭМП сегментов за счет исключения их перекоса относительно зеркала пяты в радиальной плоскости и создания формы зазора в окружном и радиальном направлении, обеспечивающей наибольшую несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность опор скольжения Научно-технический приоритет способа установки подтвержден патентом РФ № 2262013 от 10 10 2005 г

5 Теоретически и экспериментально определены рациональные режимы торможения роторов вертикальных энергетических установок ГЭС, обеспечивающие работу ЭМП опор скольжения без повреждения при смазке маслом «Турбинное-30» при удельной нагрузке до 6,5 МПа, снижающие износ тормозных колодок в 16-30 раз

6 Разработана новая технология изготовления ЭМП опор скольжения с наперед заданными физико-механическими характеристиками, обеспечивающими высокую прочность, работоспособность и долговечность опор скольжения

7 Теоретически и экспериментально доказано, по критериям режим трения, температура, пусковая работоспособность и долговечность, - что величина допустимой удельной нагрузки на ЭМП сегменты подпятников гидроагрегатов составляет 10,6 МПа, а долговечность не менее 20 лет, что подтверждено актами внедрения на Братской ГЭС, и это достижение дает возможность создавать гидроагрегаты нового поколения с единичной мощностью 1000 МВт и нагрузкой на подпятник 60-70 МН

8 Теоретически и экспериментально доказана возможность создания крупногабаритных радиальных ЭМП опор скольжения, смазываемых водой вместо масла при удельной нагрузке 3,5 МПа и скорости скольжения 62,8 м/с и обеспечивающих высокую прочность, работоспособность и долговечность при установившемся режиме работы ротора, а также при выбеге без торможения

Практическая значимость.

Практическая значимость проведенных в диссертационной работе исследований заключается в следующем

1 Созданные новые ЭМП опоры скольжения, по сравнению с традиционно применяющимися баббитовыми, позволили увеличить прочность более, чем в два раза, пусковую работоспособность - в тысячи раз, долговечность - в 3-5 раз, что подтверждено актами внедрения

2 Разработанный метод определения координат центра гидродинамических давлений (МОКЦГД) позволяет проектировать и устанавливать ЭМП сегменты в подпятниках

гидроагрегатов с окружным и радиальным эксцентриситетами, обеспечивающими максимальную прочность и долговечность за счет исключения перекоса ЭМП сегментов относительно зеркала пяты в радиальной плоскости и создания формы зазора в окружном и радиальном направлении, обеспечивающей наибольшую несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность сегментов, что подтверждено актами о результатах испытаний, технической справкой Жигулевской ГЭС, а научно-технический приоритет разработанного метода подтвержден патентом РФ № 2262013 от 10 10 2005 г

3 Разработанные методы расчета и технология изготовления обеспечивают повышение прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения путем создания новых конструкций ЭМИ скольжения с наперед заданными физико-механическими характеристиками и новой макрогеометрией, обеспечивающими высокую удельную нагрузку (до 10,6 МПа), что позволит создавать гидроагрегаты нового поколения с единичной мощностью один 1000 МВт и нагрузкой на подпятник (60-70) МН, а научно-технический приоритет новых конструкций ЭМП опор скольжешм и технологии их изготовления подтверждены авторскими свидетельствами на изобретения СССР, патентами РФ и патентами зарубежных стран

4 Достигнута высокая прочность, работоспособность и долговечность подпятников и высокая мобильность отечественных ГЭС путем применения в них новых ЭМП опор скольжения, что подтверждено актами внедрения

5 Обеспечена возможность создания прочных, работоспособных и долговечных радиальных ЭМП опор скольжешм, работающих при смазке водой, на удельную нагрузку до 3,5 МПа, что открыло реальную перспективу модернизации существующих турбогенераторов и создания турбогенераторов нового поколения для тепловых электростанций, актуальность которой подтверждена Программой РАО «ЕЭС России» ОНТП 0 04 «Новая техника и технологии в теплоэнергетике», пункт 01 02 01 «Разработка подшипников паровых турбин на водяной смазке в течение 2000-2005 гг »

6 Разработаны научно-технические предложения, которые легли в основу концепции «Увеличение генерирующей мощности крупных ГЭС», рассмотренной 30 10 2007 г на заседании секции НТС ОАО «ГидроОГК» по гидротурбинному и гидромеха-ническому оборудованию

Реализация работы на практике.

Созданные методы и средства повышения прочности, работоспособности, и долговечности опор скольжения энергетических установок гидравлических и тепловых электростанций позволили решить широкий круг задач по обеспечению прочности, работоспособности и долговечности подпятников гидроагрегатов, ГЭС Также созданные методы и средства обеспечили резкое увеличение прочности, работоспособности и долговечности радиальных и осевых опор скольжения роторов энергетических установок тепловых электростанций В том числе

1 Методы проектирования и расчета упругодеформирующихся радиальных опор скольжения приняты и включены в библиотеку конструктора в справочник «Проектирование деталей из пластмасс»/ М. Машиностроение -1969 - С 167-171

2 Созданные новые ЭМП опоры скольжения, превосходящие по своим характеристикам отечественные и зарубежные аналоги, установлены и надежно работают без ограничений и без замечаний на всех гидроэлектростанциях бывшего СССР, в том числе на самых крупных ГЭС Саяно-Шушенской имени П С Непорожнего, Красноярской, Братской, Усть-Илимской, Волжской ГЭС им В И Ленина (ныне Жигулевской ГЭС), Саратовской, Волжской, Чебоксарской и других, что подтверждено актами внедрения и отзывами самих ГЭС, приведенными в Приложениях к диссертации

3 Впервые в практике отечественного и зарубежного машиностроения на основ разработанной нами принципиально новой технологии по приказу МИНЭНЕРГО СССР № 211 от 29 09 1981 г при нашем научном руководстве и личном участии на Чебоксарском опытно экспериментальном заводе «ЭНЕРГОЗАПЧАСТЬ» создано промышленное производств разработанных нами новых композитных радиальных и осевых ЭМП опор скольжения превосходящих по своим характеристикам отечественные и зарубежные аналоги Дагаю производство работает и в настоящее время, оно поставило ЭМП опоры скольжения на вс гидростанции бывшего СССР, многие тепловые электростанции, а также в 35 зарубежных стр на все континенты планеты, что внесло значительный вклад в развитие энергетики и экономика нашей страны и возвысило престиж отечественной науки и техники на международном уровне

4 Разработанный МОКЦГД в окружном и радиальном направлении самоустанавливающихся ЭМП сегментах использован для реконструкции и восстановлен прочности, работоспособности, надежности и долговечности аварийно поврежденног подпятника гидроагрегата № 3 Жигулевской ГЭС и подпятников четырех гидроагрегате! ГЭС-2 «Каскада Кубанских ГЭС» - филиалов ОАО «ГидроОГК»

5 Разработанный МОКЦГД в окружном и радиальном направлении использован пр определении нового режима торможения вертикальных гидроагрегатов ГЭС Жигулевской I Саяно-Шушенской, причем пять гидроагрегатов Жигулевской ГЭС уже переведены на новы режим торможения, обеспечивший улучшение экологии, увеличение КПД, снижение затрат н чистку поверхностей статора, ротора и охладителей, на приобретение новых тормозных колодо за счет резкого, в 16 - 30 раз, уменьшения износа тормозных колодок

6 Разработанные и изготовленные ЭМП опоры скольжения установлены и надежи работают без ремонта и без замечаний более 7 лет в осевом подшипнике турбины ст № Безымянской ТЭЦ ОАО «ВоТГК», что подтверждено актом внедрения, приведенном Приложениях к диссертации

7 Разработанные и изготовленные крупногабаритные радиальные ЭМП опоры скольжени установлены и надежно работают более 15 лет на тжгодутьевых механизмах Сургутской Г РЭС-2 Нижневартовской ГРЭС

8 Разработанные и изготовленные осевые ЭМП опоры скольжения установлены и надежн работают более 15 лет на 16 циркуляционных насосах Сургутской ГРЭС-2

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы изложены в монографи «Эласгогидродинамический расчет деталей машин» - М Машиностроение, 1988 докладывались и обсуждались на 21 Всесоюзных и Российских конференциях, на международно научно-техническом симпозиуме «Гидродинамическая теория смазки - 120 лет» (г Орел Орловский Государственный технический университет, 2006), на международной научно технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г Самара Самарский Государственный аэрокосмический университет, 2006), на международной научно технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (г Самара, Самарски государственный технический университет, 2007)

Результаты диссертационной работы вошли в качестве личного вклада соискателя, ка руководителя работы и непосредственного исполнителя, в коллективную работу «Разработк конструкций, освоение производства тяжелонагруженных эластичных металлопластмассовы опор скольжения и широкое их внедрение на гидроагрегатах крупнейших гидроэлектростанци" страны», удостоенную Государственной премии СССР в области науки и техники, прошл всестороннюю апробацию

Частично результаты диссертационнои работы включены во Всесоюзный справочник Альшиц И Я, Анисимов Н.Ф, Благов Б Н «Проектирование деталей из пластмасс» М Машиностроение, 1970 - С 44 -49, и также прошли всестороннюю всесоюзную апробацию

Частично результаты диссертационной работы вошли в качестве личного вклада диссертанта в материалы экспонатов, представленных на трех Выставках Достижений

Народного Хозяйства СССР, где прошли всестороннюю апробацию, а диссертант был удостоен золотой, серебряной и бронзовой медалей ВДНХ СССР

Частично результаты диссертационной работы вошли в качестве личного вклада диссертанта в материалы экспонатов на международной выставке «Энергетика - 2000» в г Москве, на Российской Национальной Выставке в Китайской Народной Республике, Пекин (2006 г) и 13-й Международной специализированной выставке «Энергетика» в г Самаре (2007 г), где также прошли всестороннюю апробацию.

Частично результаты диссертационной работы представлены в докладе «Эластоэффект в подшипниках скольжения гидроагрегатов ГЭС» на Третьем Всероссийском совещании гидроэнергетиков (Жигулевск, 2005), где также прошли всесторошпою апробацию

Частично результаты диссертационной работы вошли в качестве личного вклада диссертанта и представлены в двух статьях в центральном Всероссийском журнале «Трение и смазка в машинах и механизмах» - М «Машиностроение-1» - 2008 -№5 и № 8, а также в трех статьях в сборнике трудов Самарского государственного аэрокосмического университета «Веспшк СГАУ» - Самара. - 2006, 2007 - Т 1, Т 2, где также прошли всесторошпою апробацию, а также в двух статьях в журнале «Известия Самарского научного центра Российской Академии Наук - Самара -Т 3, № 3, - 2007 г, где также прошли апробацию

Публикации

По теме диссертации опубликованы

- 1 монография,

- 13 статей в центральных рецензируемых журналах, а также в журналах, определенных Высшей Аттестационной Комиссией в 2008 г,

- 37 работ в других изданиях;

- 13 авторских свидетельств на изобретения СССР,

- 8 патентов РФ,

- 6 патентов за рубежом

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 9 глав и 42 Приложений (отдельный том на 164 страницах) Работа изложена на 227 страницах машинописного текста, содержит 136 рисунков, 20 таблиц Библиография включает 88 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель исследования В Главе 1 («Обзор состояния вопроса») выполнен анализ работ, посвященных проектированию радиальных (опорных) и осевых (упорных) подшипников скольжения Рассмотрены работы Ратнера С Б , Коднира Д С , Лойтянского Л Г, СлЬзкина И А, Коровчинского М Т, Альшица М В, Анисимова Н Ф , Благова Б Н, Кестельмана Н Я , Кестельмана Г Н, Семенова А П, Хрущева М М, Берковича К С, Платонова В Ф, Крагельского И В , Алисина В В , Александрова А Е , Сойфера А М , Дьячкова А К, Терещенко А В , Н Типея, Р Н Константинеску, Ал Ника, Чернавского С А, Паргина Д П, Орлова П И, Домбровского В В , Чичинадзе А В

На основе анализа теоретических работ и опыта эксплуатации гидроагрегатов ГЭС и турбогенераторов тепловых электростанций сделан вывод о том, что авторам не удалось приблизиться к радикальному решению проблемы создания прочных работоспособных и долговечных подшипников скольжения для мощных гидрогенераторов крупных гидроэлектростанций и, тем более, решить проблему применения воды дяя смазки подшипников скольжения в мощных турбогенераторах тепловых электростанций

В Главе 2 («Исследование упругодсформирующихся неметаллических подшипников скольжения жидкостного трения») приведены физическая и математическая модели эластогидродинамическош эффекта в упругодеформирующихся подшипниках скольжения, рисунок 1, математическая формулировка контактно-гидродинамической задачи, приближенное решение контактно-гидродинамической задачи для цилиндрических круговых поверхностей с малой разницей радиусов кривизны и созданные инженерные методы расчета подшипников скольжения Приведены результаты экспериментальных исследований упругодеформирующихся неметаллических и ЭМП подшипников скольжения, рисунок 1

Решение контактно-гидродинамической проблемы в самой общей ее постановке заключается в совместном решении трех взаимозависимых задач

1 Гидродинамической - для протекающего через зазор смазочного вещества

2 Контактной - для трущихся поверхностей

3 Тепловой - для смазочного вещества и трущихся поверхностей

При решении задачи было принято, что трущиеся поверхности изготовлены из изотроппого материала и разделены сплошным слоем изотропной вязкой несжимаемой жидкости Были рассмотрены динамические уравнения движения вязкой жидкости

Для упругодеформирующихся подшипников скольжения, представляющих собой упругий слой, лежащий на жестком основании, которое имеет цилиндрическую форму, величина деформации определяется соотношением

а толщина смазочного слоя определяется соотношением

(2)

Опираясь на решение Ф П Снеговского, который в 1969 г доказал отсутствие торцевых утечек в тяжелонагруженных металлических подшипниках скольжения, и учитывая, что в упруго деформирующихся неметаллических подшипниках скольжения поверхности трения значительно деформированы, вполне обоснованно принять, что торцевые утечки смазки в осевом направлении практически ничтожны Это позволяет упростить уравнения гидродинамической теории смазки, которые принимают вид

(3)

ж и и

Т (4)

дх дх\ ху) Кдх)

При выполнении решения приняты следующие допущения

1 Рассматривается плоская гидродинамическая задача и случай плоской деформации при отсутствии сжимаемости смазки

2 Режим движения принимается установившимся Предполагается, что отсутствует сближение трущихся поверхностей (11у = 0)

3 Основное решение находится для изотермической задачи, причем расчет производится по среднеинтегральной температуре смазочного слоя, те по среднеинтегральной вязкости Как известно, под среднеинтегральной вязкостью понимают такую вязкость смазки, которая, будучи постоянной в области трения, обеспечивает те же гидродинамические характеристики, что и в действительности, когда температура в области трения переменная

4 Предполагается, что жидкость обладает ньютоновскими свойствами и ее вязкость не зависит от давления

В связи с тем, что в подшипниках скольжения одна из поверхностей неподвижна, система уравнений гидродинамической теории смазки имеет вид

dx h3

Л 2 fiU

dx cphha

1 + 31 h~h

(6)

где p. - вязкость масла, U - скорость скольжения, ho—толщина смазочного слоя при максимальном давлении, h - текущее значение толщины смазочного слоя, с - удельная теплоемкость масла, р - плотность масла, х - текущая линейная координата, 0<x<L, L - полная длина сечения

Из рассмотрения формы зазора в упругодеформирующемся подшипнике скольжения, рисунок 1, толщина смазочного слоя определяется соотношением

Л(в) = yr(\-cos а) + A„,cos а + и(а)> О

где hmi - минимальное расстояние между окружностями, измеренное по линии центров, г, R - радиус цапфы и вкладыша до деформации, ^ __ R-r - относительный зазор подшипника

г

скольжения, U - окружная скорость цапфы, е - величина абсолютного эксцентриситета во вкладыше, а - угол (отсчитывастся от линии центров цапфы и вкладыша в сторону обратную вращению), a¡, a.2 - углы, соответствующие концу и началу области трения, о(а) — величина деформации, у - угол между двумя радиусами-векторами, проведенными из центра цапфы к центру вкладыша на одну точку поверхности трения, h.„ = — hi - «внедрение» цапфы во вкладыш, hBnma*- - hmi - величина максимального «внедрения» цапфы во вкладыш

С целью получения общего решения для широкого диапазона рабочих параметров численные решения задачи производились в безразмерной форме

Связь размерных и безразмерных параметров определяется в следующем виде

х = га, (8)

Ро= Bp, (9)

x = B|z, (10)

h = h0H (II)

После подстановки значений размерных параметров, выраженных через безразмерные, в уравнение (5) получено

ф = 1-Щг) (12)

dz #3(z)

Используя гипотезу Винклера-Циммермана, получено выражение для прмиба поверхности трения в произвольном сечении

h

1де А - коэффициент пропорциональности

Тогда после перехода к безразмерным параметрам было получено уравнение для безразмерной толщины смазочного слоя в произвольном сечении с учетом деформации упругого вкладыша подшипника скольжения

(14)'

Я(.-)=1 + С,

1 —

С, +1)

С,+1

+ Ср(а)

С учетом найденного значения безразмерной толщины смазочного слоя уравнение (12) приняло

вид

-Ср-С,

dp(z)

С, + 1

+i

(15)

1 + Ср + С,

С,+ 1

Это уравнение решалось на ЭВМ методом Рунге-Кутта. При значении п = 0 получено решение^ для постоянной вязкости масла.

Гидродинамическая грузоподъемность подшипника определяется как сумма проекций, гидродинамических давлений на линию центров Sio и на перпендикуляр к ней S20. как это видно из. рисунка 1.

Sl0 = jrp (а ) cos( a )da

V (17)'

S 30 = J rp(a )sin( a )da

Составляющие S ю и S20 выраженные в безразмерной форме имеют вид

S,-

гВ

Р1

Ve,+ 1

= ¡p(z) с

(18)!

s, = ■

гВ

(19)|

К и-""'

Рисунок 1 - Схема работы упругодеформирующегося подшипника скольжения и определение результирующей гидродинамической грузоподъемности

Тогда безразмерная грузоподъемность определяется по формуле

р =

Jp(z)sm

Вектор грузоподъемности направлен под углом ац + б к месту обрыва смазочного слоя

~2

а] + е = а.

С+1

+ arclg-

sin| ; f^—

C+l

(21)

Погонная гидродинамическая грузоподъемность подшипника скольжения в размерной форме определяется по формуле

/С,+1

Полная грузоподъемность подшипника определяется в виде

(23)

где I- длина подшипника

Было проведено большое количество численных расчетов на ЭВМ для широкого диапазона изменения коэффициентов С и С) На основании этих расчетов были построены номограммы для расчета гидродинамической грузоподъемности, температуры смазочного слоя и толщины смазочного слоя

В дальнейшем для удобства анализа номограмма для расчета минимальной толщины смазочного слоя была преобразована в формулу, имеющую вид

<24)

40

где 5 - толщина упругодеформирующегося вкладыша подшипника скольжения, Е - модуль упругости, L - длина подшипника, Pi - полная нагрузка на подшипник, ца - вязкость масла, U-скорость скольжения, г - радиус вала, у-относительный зазор

Примем для упругодеформирующегося и баббитового вкладышей hm„,= hm„t Из (24) следует при прочих равных условиях

Рь =PU(E,/Ej>

(25)

Так как Ец»Е} то Р/,>Р16 и имеет место увеличение грузоподъемности упругодеформирующегося вкладыша по сравнению с жестким баббитовым вкладышем Это увеличение грузоподъемности мы определяем термином «эластоэффект» в радиальных подшипниках

Для проверки точности разработанных методов расчета было проведено экспериментальное исследование неметаллических подшипников скольжения жидкостного трения в широком диапазоне рабочих параметров

1 Нагрузки, действующей на подшипник.

2 Толщины и формы смазочного слоя внутри подшипника, в нагруженной зоне

3 Температуры смазки на входе и на поверхности трения подшипника, измеряемой методом пленочных термопар

Рисунок 4 - Распределение температуры по дуге окружности в зависимости от удельной нагрузки

4. Гидродинамических давлений, возникающих в смазочном слое.

5. Момента (коэффициента) трения в подшипнике.

6. Скоростей скольжения (оборотов вала).

Результаты экспериментов представлены на рисунках 2, 3, 4, 5.

Рисунок 5 - Распределение гидродинамических давлений в неметаллическом подшипнике скольжения

Рисунок 2 - Осциллограммы формы зазора в капроновом подшипнике

-теория

----эксперимент

Рисунок 3 - Форма зазора, теоретическая и экспериментальная толщина смазочного слоя в упругодеформируюгцемся капроновом подшипнике скольжения

В результате экспериментального исследования было установлено следующее.

1. Работоспособность и грузоподъемность упругодеформирующихся опор скольжения существенным образом зависит от модуля упругости материала, из которого изготовлены подшипники скольжения.

2. Проектирование упругодеформирующихся подшипников скольжения необходимо выполнять с учетом эластоэффекта.

3. Полученные методы контактно-гидродинамического расчета упругодеформирующихся подшипников обладают достаточной для инженерных методов точностью и позволяют: осуществлять проектирование подшипников с учетом эластоэффекта (см. список публикаций, пп. 1-5).

В Главе 3 («Разработка новой конструкции эластичного мсталлопластмассового подшипника скольжения») отражена разработка новой конструкции ЭМП подшипников скольжения на базе контактно-гидродинамической теории смазки. На рисунке 6 представлена принципиальная конструкция ЭМП подшипника скольжения «закрытого» и «открытого» типа.

фторопласт материал МР припой (клей) стальной корпус

закрытого типа открытого типа

Рисунок 6 - Структура эластичного металлопластмассового подшипника скольжения Исследование физико-механических свойств ЭМП опор скольжения показало, что за счет указанных выше факторов можно получать опоры скольжения, различающиеся между собой по модулю упругости в десятки и сотни раз. Это дает возможность создавать работоспособные и долговечные тяжелонагруженные опоры скольжения для роторов энергетических установок.

В Главе 4, п.п. 1. 4. 8. 9, 15-18. 20, 22. 27. 52 («Разработка конструкций эластичных ¡металлопластмассовых опор скольжения для подпятников гидроагрегатов действующих ГЭС») дано обоснование применения ЭМП опор скольжения в подпятниках 'гидроагрегатов при наличии волнистости зеркала диска пяты, изложено исследование работоспособности и износостойкости ЭМП сегментов подпятника на насосе откачки Волжской ГЭС имени В.И. Ленина [37], описана выполненная конструкторская разработка 1ЭМП опор скольжения для подпятников гидроагрегатов Волжской ГЭС имени В.И. Ленина, ■приведено аналитическое обоснование влияния эластоэффекта на работоспособность и макрогеометрию сегментов подпятников гидроагрегатов, приведены результаты 'выполненных натурных испытаний ЭМП сегментов в подпятниках насосов откачки ¡Волжской ГЭС им. В.И. Ленина и первых натурных испытаний опытных .крупногабаритных ЭМП сегментов в подпятнике гидроагрегата № 9 Волжской ГЭС мм. В.И. Ленина. Кроме того, приведены результаты проведенных натурных испытаний ¡тяжелонагруженных ЭМП сегментов в подпятнике гидроагрегата № 8 Волжской ГЭС им. В.И. Ленина при удельной нагрузке 10,15 МПа.

! На основании анализа эксплуатации, характера и последовательности дефектов, имевших место в баббитовых опорах скольжения Волжской ГЭС имени В.И. Ленина, 'проведенного Лауреатом Государственной Премии СССР в области науки и техники (Александровым А.Е., было сделано следующее заключение, что основной причиной ненадежной работы подпятников гидроагрегатов являются:

1) недопустимо высокая неровность (волнистость) зеркальной поверхности диска, ¡достигающая величины 0,35-0,40 мм в зоне наружных сегментов и 0,15-0,20 мм - в зоне внутренних сегментов;

I 2) биение пяты в подпятнике, вызывающее дополнительную динамическую нагрузку на .сегменты;

3) неравномерное распределение нагрузки по сегментам ряда; j 4) относительно высокие нагрузки на сегменты в период пуска агрегата.

Качественная картина деформаций и напряжений при волнистости зеркала диска пяты для баббитового и ЭМП сегмента показана на рисунках 7 и 8. I На основании проведенных исследований были сделаны следующие выводы:

1. ЭМП сегменты подпятников насосов откачки обладают высокой работоспособностью 'и износостойкостью в условиях частых пусков при удельной нагрузке в период пуска 1,47 'МПа.

2. Эластичные сегменты обеспечивают устойчивый режим жидкостного трения при кудельной нагрузке 5,39 МПа и скорости скольжения 11,55 м/с при смазке турбинным маслом.

3. Средний износ поверхности трения после наработки 2472 часов и выполнения ЗП2 пусков имеет величину 8,8-14,4 мкм.

Рисунок 7 - Картина деформаций и напряжений в баббитовом сегменте

Рисунок 8 - Картина деформаций и напряжений в сегменте с ЭМП покрытием

4. Интенсивность износа после приработки (выполнения 1140 пусков) значительно снижается.

5. Нестабильность геометрии эластичных сегментов в пределах 20-40 мкм не приводит к повреждениям и выходу из строя, т.е. практически не сказывается на работоспособности и надежности подпятника.

6. Качество фторопластовой поверхности трения после выполнения 3112 пусков и наработки 2472 часов практически не ухудшилось.

7. Механическая прочность новой конструкции отвечает требованиям эксплуатации. Нарушения структуры эластичного вкладыша из материала «МР»; а также паяного соединения не обнаружено.

8. Нарушения механического соединения фторопластового поверхностного антифрикционного слоя со спрессованными проволочными спиралями не обнаружено.

9. ЭМП опоры скольжения могут применяться в гидроагрегатах Волжской ГЭС им. В.И. Ленина и других машинах, работающих в условиях частых пусков и остановок под нагрузкой.

В подразделах 3.3 и 4.4 диссертации было доказано, что для получения оптимальных конструкций упругодеформирующихся опор скольжения необходимо учитывать влияние эластоэффекта на их гидродинамические характеристики, начальную (исходную) макрогеометрию и координату центра гидродинамических давлений.

Если в период пуска агрегата при наличии волнистости зеркала пяты податливость выполняет положительную роль и приводит к снижению контактных напряжений, как показано на рисунках 8 и 9, то в период установившегося движения эта же податливость может привести к отрицательному и нежелательному явлению - снижению гидродинамической грузоподъемности опоры скольжения за счет существенного изменения формы зазора.

Качественный анализ показал, что при начальной геометрии поверхности трения сегмента, выполненной в форме плоскости, на входном участке сегмента в результате деформации образуется расширяющиеся зазор, как видно на рисунке 9.

В соответствия с общеизвестными положениями гидродинамической теории смазки при расширяющемся зазоре не могут возникать гидродинамические давления, следовательно.

часть сегмента, прилежащая к зоне расширяющегося зазора не будет нести гидродинамическую нагрузку. Это обстоятельство, в свою очередь, приведет к общему снижению грузоподъемности всего сегмента до уровня, при котором будет неосуществим режим жидкостного трения.

Рисунок 9 - Схема проявления эластоэффекта в ЭМП сегменте подпятника с традиционной макрогеометрией поверхности трения

Рисунок 10 - Схема новой, оптимальной макрогеометрии ЭМП сегмента подпятников

flp3№0-

Выполненный нами анализ показал, что для устранения отрицательного влияния податливости на гидродинамическую несущую способность в эластичных сегментах подпятников необходимо изменить начальную макрогеометрию сегментов. Это стало возможным за счёт выполнения макрогеометрии ЭМП сегмента в форме выпуклой кривой, форма которой близка к асимметричной параболе, как это показано пунктирной линией на рисунке 10. Причём амплитуда этой кривой относительно плоскости, проходящей через набегающую и сбегающую кромки, показанной штрих-пунктирной линией, определяется величиной упругих деформаций, при которых форма зазора будет представлять сужающийся, возможно нелинейный клин на всей длине сегмента, как это показано на рисунке 10 сплошной линией.

Таким образом, определение начальной макрогеометрии ЭМП сегментов требует знания величин деформаций в каждой из рассматриваемых точек относительно базовой плоскости, показанной на рисунке 10 штрих-пунктирной линией. Иными словами, требовалось решить гидродинамическую задачу с учётом местных деформаций ЭМП сегмента по всей зоне трения.

Сущность решения состояла в определении суммарной несущей способности эластичного сегмента и сравнении её с несущей способностью жёсткого баббитового сегмента. Для решения контактно-гидродинамической задачи была применена общепринятая схема анализа грузоподъёмности плоских самоустанавливающихся сегментов. При этом

И1Э = й,Б = /г, ; Й2Э = h,E = h2; hy3 = hXi+ v»; h03 = h0B + ve

Тогда, с учетом деформаций ЭМП сегмента, которые показаны на рисунке 10, для общего случая формулировки и решения контактно-гидродинамической задачи основные уравнения были получены в следующей форме:

dt3 _ 2ßU _ 2(¿U (26)

dx ' С.-pih^f С■ p{h ХБ +V*J

(27)

Л кш+^л-эГ

где ß = naf(¿) " вязкость смазки; ht и /?, - толщины смазочного слоя на сбегающей

и набегающей кромках сегмента; hxs, Кэ - толщина смазочного слоя в произвольном сечении для баббитового и эластичного сегментов; hon, коэ - толщина смазочного слоя для баббитового и эластичного сегментов в сечении экстремума

давлений, р5- местное давление; О деформащ!я ЭМП покрытия в произвольном сечении, О оз- деформация ЭМП покрытия в сечении экстремума давления; и - скорость скольжения, С - теплоёмкость масла, р - плотность смазочной среды В этом случае местное гидродинамическое давление определяется соотношением

= бцУ ~Ь%)+{у„ -"оэ)]^

Ь.

(28)

э _ 6ци\ И-Л 6/ии Г о: Р-~ и 1 и .. V ь П/

тсЬ

Или

Погонная нагрузка определится соотношением

Р0Э = ]р\к (30)

X,

Решение полученной системы уравнений представляет собой сложную задачу, поскольку величина деформаций ЭМП покрытия является функцией гидродинамических давлений, а сами местные давления определяются формой зазора, т е деформациями ЭМП покрытия, являющимися функцией гидродинамических давлений

Вместе с тем, уже на первом этапе разработки и изготовления опытных ЭМП сегментов для мощного гидроагрегата Волжской ГЭС им В И Ленина было важно иметь сопоставление классического решения гидродинамической задачи для жестких самоустанавливающихся сегментов с новым решением, учитывающим деформации ЭМП покрытия, ведущие к изменению формы зазора и, следовательно, к изменению несущей способности ЭМП сегментов Для оценки изменения несущей способности эластичных металлопластмассовых сегментов был проведен анализ в общей математической форме Сущность этой оценки заключается в следующем

Для жесткого, баббитового сегмента деформации покрытия равны нулю При этом в выражении (29) второй интеграл равен пулю, а знаменатель подынтегральной функции первого интеграла равен единице

Для эластичного сегмента второй интеграл есть величина отрицательная, так как у0э >у. а первый интеграл меньше первого интеграла для жесткого баббитового сегмента, так как у него знаменатель подынтегральной функции больше единицы Таким образом, местные гидродинамические давления в одноименных сечениях для ЭМП сегмента будут меньше соответствующих местных гидродинамических давлений для баббитового сегмента При этом согласно (30) погонная нагрузка для ЭМП сегмента будет меньше погонной нагрузки для жесткого баббитового сегмента

Проведенный анализ в общей математической форме без выполнения численных расчетов показал, что податливость ЭМП сегментов при отсутствии степени свободы ротора в осевом направлении приводит к снижению местных гидродинамических давлений (29)

В связи с тем, что в гидроагрегатах ротор обладает степенью свободы в осевом направлении, произойдет уменьшение толщины смазочного слоя до такого значения, что возрастающие местные гидродинамические давления восстановят грузоподъемность в прежнем значении,

которое будем считать предельным для баббитового сегмента ЭМП сегмент будет работать в режиме гидродинамического трения

Дальнейшее увеличение осевой нагрузки приведет к дальнейшему уменьшению толщины смазочного слоя Однако благодаря прекрасным противозадирным свойствам фторопласта надежная работоспособность ЭМП сегментов сохранится Таким образом, мы можем говорить об увеличении грузоподъемности ЭМП сегментов по сравнению с жесткими, баббитовыми сегментами.

Ранее мы показали, что также имеет место увеличение грузоподъемности радиальных ЭМП подшипников скольжения по сравнению с жесткими баббитовыми Это свойство увеличения грузоподъемности мы и определяем как эластоэффекпг

Податливость определяет также начальную макрох сометршо поверхности трения в окружном направлении при проектировании ЭМП сегментов для подпятников гидроагрегатов

Это решение является наиболее точным среди опубликованных в технической литературе, поскольку ни в одной из указанных работ tie учитывается влияние эластоэффекта на распределение гидродинамических давлении в окружном и радиальном направлении

Таким образом, была создана научная, теоретическая, конструкторско-технологическая и экспериментальная база для проектирования ЭМП сегментов подпятников гидроагрегатов и других машин

Теоретически начальная макрогеометрия поверхности трения ЭМП сегмента должна быть в форме кривой линии, выпуклая часть которой направлена в сторону зеркала пяты, т е быть зеркально отраженной эпюре возникающих деформаций Однако выполнение такой геометрии на столь крупных сегментах в то время технологически не было освоено

В связи с этим мы приняли решение апроксимировать эпюру отраженных деформации тремя плоскими участками и произвести расчет эпюры гидродинамических дав тений на основании общих уравнений гидродинамической теории смазки С учетом выполненных расчетов уравнение для погонной нагрузки будет иметь вид

С достаточной точностью можно предположить, что обрыв смазочного слоя происходит в зоне выходного наклонного участка III при толщине смазочного слоя По найденному Ы

определим параметры интегрирования на третьем участке

С учётом найденных ко и пределов интегрирования уравнения (31) находим погонную нагрузку Ро и далее полную несущую способность сегмента

(31)

(32)

(33)

(34)

где L,,- длина сегмента, В - ширина сегмента

Координата центра давления Х„ определяется соотношением

я I

я

Рах„ = ¡Р,х<& + \рих<к+ \ртхск

О о1 д.

Величина деформаций ЭМП покрытия V определялась в предположении гипотезы Винклера-Циммермана о пропорциональности деформаций действующим нагрузкам:

где р - гидродинамическое давление в рассматриваемом сечении, МПа; в~ толщина ЭМП покрытия, м; Е- приведённый модуль упругости; т- коэффициент Пуассона.

Безусловно, это было первым приближением решения контактно-гидродинамической задачи для плоских поверхностей и требовалось более точное обобщённое решение. Но это более точное решение требовало дополнительного времени. В крайне острой ситуации, связанной с неудовлетворительной работоспособностью подпятников на гидроагрегатах крупнейших ГЭС (Волжской имени В.И.Ленина, Саратовской, Волгоградской, Плявиньской, Братской, Красноярской и других ГЭС СССР), обнадёживающие теоретические приближенные решения и положительные результаты натурных испытаний ЭМП сегментов на насосе откачке ВоГЭС им. В.И.Ленина позволили нам и руководству ВоГЭС принять смелое по тем временам решение об изготовлении ЭМП сегментов для натурных испытаний в подпятнике гидроагрегата № 9.

На рисунке 11 показаны расчетные эпюры гидродинамических давлений и расчётные формы зазоров в наружном сегменте с новой макрогеометрией.

Рисунок 11 - Расчетные эпюры гидродинамических давлений и форма зазора в ЭМП сегменте наружного ряда с новой геометрией и учетом деформаций для подпятника гидроагрегата

ст. №9 ВоГЭС имени В.И. Ленина

Изготовленные в соответствии с расчетной макрогеометрией ЭМП сегменты были установлены на гидроагрегат № 9 Волжской ГЭС им. В.И. Ленина, где были проведены всеобъемлющие натурные испытания. Результаты этих натурных испытаний приведены в подразделе 4.4.5 диссертации. Проведенные испытания и опыт безремонтной эксплуатации эластичных металлопластмассовых опор скольжения в подпятнике гидроагрегата № 9 Волжской ГЭС имени В. И. Ленина показали, что применение новых конструкций позволило:

1. Восстановить и обеспечить длительную высокую работоспособность и надежность подпятника гидроагрегата № 9.

2. Снять все ограничения по пускам и режимам работы агрегата в условиях, когда баббитовые серийные сегменты становится полностью неработоспособными (сплошной грубый задир и подплавление поверхности трения после выполнения двух-трёх пусков агрегата).

(36)

326 431 557'"

Р=/(Х)

I

X

3. Увеличить маневренность гидроагрегата в 40 и более раз. (Эластичные металлопластмассовые опоры скольжения не ограничивают время выстоя агрегата перед последующим пуском, предусмотренного инструкцией по эксплуатации гидроагрегатов).

4. Исключить лавинный процесс повреждения сегментов.

5. Исключить повреждение зеркала диска пяты.

6. Уменьшить потери на трение при пусках в 2,5-3 раза.

7. Уменьшить потери на трение в установившемся режиме работы агрегата.

8. Исключить трудоемкую ручную операцию - шабровку поверхностей трения.

9. Сократить время простоя агрегата в ремонте.

10. Исключить подъем ротора на гидроцилиндрах с последующим его опусканием на подпятник перед пуском агрегата после того, как агрегат не работал более 100 часов.

11. Обеспечить 1гроворот ротора краном, во время ремонтов без подъема ротора на гидроцилиндрах и без смазки поверхностей трения органическим жиром (говяжьим салом).

Результаты проведенных исследований показали, что новые эластичные опоры скольжения весьма эффективны в подпятниках гидроагрегатов при удельной нагрузке 5,5 МПа. Аналогичные испытания ЭМП опор скольжения при. удельных нагрузках 6,0 МПа были проведены на Саратовской ГЭС, Братской, Усть-Илимской, Плявиньской и Саяно-Шушенской ГЭС. Более того, в дальнейшем нами были проведены натурные испытания в супернагруженных ЭМП сегментах в подпятниках гидроагрегата № 8 Волжской ГЭС им. В.И. Ленина при удельной нагрузке 10,16 МПа и на гидроагрегате № 12 Братской ГЭС при нагрузке 10,6 МПа.

На рисунках 12, 13, 14, 15, 16, 17 приведены определенные в процессе натурных испытаний рабочие параметры супернагруженных сегментов, включающие в себя распределение температур и гидродинамических давлений по поверхности трения испытуемых сегментов и найденную расчетно-экспернментальным путем форму зазора в среднем окружном сечении и радиальном сечении ЭМП сегментов, что показано на рисунках 18 и 19.

гС

1"С

Ыиом !

—-------:

Рисунок 12 - Распределение температурь! в среднем окружном

сечении ЭМП сегмента № 17 наружного ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина (р = 10,15 МПа)

1 С!

Рисунок 13 - Распределение температуры в среднем.окружном

сечении ЭМП сегмента № 17 внутреннего ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина (р= 10,15 МПа) I г— — I

1

Рисунок 14 - Распределение температуры в радиальном сечении наружного ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина (р - 10.15 МПа)

Рисунок 15 - Распределение температуры в радиальном сечении внутреннего ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина (р = 10.15 Па)

Рисунок 16 - Распределение гидродинамического давления в окружном направлении по среднему радиусу ЭМП сегмента № 15 наружного ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина

Рисунок 17 - Распределение гидродинамического давления в радиальном

сечении сегмента № 15 наружного ряда гидроагрегата А-8 ВоГЭС им. В.И. Ленина

ls^:

• ■ >\.Уу--л\У- -у-

Эксцентриситет 11,6 %; удельное давление

10,15 МПа; мощность 115 МВт; 1 - диск пяты; 2 - фторопластовое покрытие; 3 - упругий материал МР; 4 - стальное основание сегмента

Рисунок 19 - Форма зазора в радиальном сечении

наружного ЭМП сегмента гидроагрегата А-8 ВоГЭС имени В.И. Ленина (р = 10,15 МПа).

Эксцентриситет 11,6 %; удельное давление 10,15 МПа; мощность 115 МВт; АМКБ - исходный профиль; AM К Б -профиль упругого слоя после нагружения; А - входная кромка сегмента; Б - выходная кромка сегмента; 1 - диск пяты; 2 - фторопластовое покрытие; 3 - упругий материал МР; 4 - стальное основание сегмента

Рисунок 18 - Форма зазора в среднем окружном сечении наружного ЭМП сегмента гидроагрегата А-8 ВоГЭС имени В.И. Ленина (р = 10,15 МПа)

На всех режимах работы гидроагрегата, включая холодные и горячие пуски, а также выбеги ротора без торможения, эластичные сегменты работали надежно более 25 лет.

Проведенные испытания открыли реальную перспективу для проектирования и создания гидроагрегатов нового поколения с единичной мощностью 1 млн. кВт и осевым усилием на подпятник 6000-7000 тс, что подтверждено актами о внедрении.

Дальнейшие численные решения контактногидродинамической задачи были выполнены к.т.н. Ю.И. Байбородовым, к.т.н. В.А.Садыковым, к.т.н. М.И. Курушиным, к.т.н. А.И. Данильченко, к.т.н. A.B. Терещенко, к.т.н. Е.П. Жильниковым, к.т.н. Дьяченко, к.т.н. В.Н. Васиным, к.т.н. А.Н. Тихоновым, к-т.н. В.П. Тукмаковым, к.т.н. М..Я. Савкой, к.т.н. Ю.А. Инциным и другими, подтвердившими справедливость выводов, сделанных в выполненном анализе в общей математической форме уравнения (29).

Следует особо отметить, что теоретическое решение по определению радиальной координаты центра гидродинамических давлений ЭМП сегментов имеет научно-технический приоритет, защищенный патентом РФ № 2262013 от 02.02.2004 г., и подтверждено натурными испытаниями на гидроагрегатах Жигулевской ГЭС, Саяно-Шушенской ГЭС и ГЭС-2 «Каскада Кубанских ГЭС» филиалов ОАО «ГидроОГК», что подтверждено актами о результатах испытаний и технической справкой.

В Главе 5 («Разработка и исследование эластичных опор скольжения для реверсивных подпятпиков генераторов-двигателей Загорской Г'ЛЭС») приведены разработка конструкции ЭМП сегментов подпятника с нулевым тангенциальным эксцентриситетом для обратимых генераторов-двигателей, а также результаты натурных испытаний, выполне1шых на гидроагрегате № 5 Усть-Илимской ГЭС

Разработашше нами конструкции ЭМП сегментов с нулевым эксцентриситетом были заложены в конструкцию подпятников гидроагрегатов Загорской и Кайшадорской ГАЭС, которые работают надежно, без повреждений с 1982 года по настоящее время

В Главе 6 («Технология изготовления и организация производства эластичных металлопластмассовых сегментов для подпятников гидроагрегатов ГЭС») изложены технология изготовления и организация производства ЭМП сегментов для подпятников гидроагрегатов ГЭС Разработанная технология была передана нами Чебоксарскому опытно-экспериментальному заводу «Энергозапчасть», где было создано производство ЭМП сегментов

В Главе 7 («Создание нового промышленного производства и широкое внедрение эластичных металлопластмассовых опор скольжения на крупнейших гидроэлектростанциях мира») представлены материалы о создании по приказу Минэнерго СССР № 211а от 29 09 81 г при нашем научном руководстве и нашем непосредственном участии первого в мире производства ЭМП опор скотьжения Данное производство работает по настоящее время и поставило ЭМП подшипники скольжения в 35 зарубежных стран

В Главе 8 («Исследование работоспособности эластичных металлопластмассовых опор скольжения на гидроагрегатах № 6 и № 3 Волжской ГЭС имени В.И. Ленина при повышенной температуре масла в ванне подпятаика») приведены результаты натурных испытаний ЭМП сегментов на I идроагрегате Кг 6 ВоГЭС им В И Ленина при повышенной до +60°С температуре масла в ванне подпятника

Выполненные исследования позволили нам сделать следующие выводы

1 ЭМП сегменты обладают высокой надежностью и работоспособностью при температуре масла в ванне подпятника до +60°С

2 Повышение температуры масла в ванне подпятника до +60°С не оказывает заметного влияния на тепловой режим работы гидрогенератора и охлаждающего его воздуха

3 Эксплуатация гидроагрегатов Волжской 1 ЭС имени В И Ленина, оснащенных ЭМП опорами скольжения, при температуре масла в ванне +60°С позволяет в 2,6-3 раза уменьшить потери на гидродинамическое трение, по сравнению с обычными условиями эксплуатации (температура масла в ванне подпятника +(28-35)°С)

4 Эксплуатация гидроагрегатов, оснащенных ЭМП опорами скольжения, позволяет уменьшить расход воды из верхнего бьефа на охлаждение подпятника также в 2,6-3 раза при температуре масла в ванне +60°С и увеличить КПД гидроагрегатов на (0,2-0,3) %

5 Повышение температуры масла в ванне до +60°С и эксплуатация гидроагрегатов Волжской ГЭС им В И Ленина при этой температуре масла дает большой ежегодный экономический эффект (141 ООО рублей по данным на 1982 год)

В Главе 9 («Исследование динамической напряженности эластичных металлопластмассовых подшипников скольжения») представлены материалы исследования ЭМП опор скольжения на турбозубчатом агрегате при смазке маслом и при смазке водой вместо масла на турбогенераторе К100-90 Славянской ГРЭС и питательном насосе ПЭН-11 Безымянской ТЭЦ ОАО «Самараэнерго»), дано обоснование применения в теплоэнергетике ЭМП подшипников скольжения, смазываемых водой вместо масла, и приведены результаты натурных испытаний с оценкой динамики ЭМП подшипников скольжения, работающих на мощном турбогенераторе К100-90 Славянской ГРЭС и питательном насосе ПЭН-11 Безымянской ТЭЦ ОАО «Самараэнерго»

Кроме того, были проведены расчеты по определению мощности потерь на трение в подшипниках, смазываемых маслом ТП-22, и в подшипниках, смазываемых водой

На рисунках 20 и 21 приведены эпюры гидродинамических давлений, а также графики температуры поверхности трения, потерь мощности на трение при смазке маслом и при смазке водой.

*П*гэт ТГ* С янп р«

Дмленш » кае трена» а - «ЮО вб м

N-•15 Чат<6031И12)

4гр*ггл» ТГ5 "лЬгрэс

(«■ом. «**>

„—«1

----а > ,

л---мг1*

о------м *

»--—■

Рисунок 20 - Давление в зоне трения ЭМП подшипников скольжения турбогенератора К100-90 ст. № 5 Славянской ГРЭС

»1

Рисунок 21 - Распределение температуры в ЭМП подшигашках скольжения турбогенератора К100-90 ст № 5 Славянской ГРЭС

Одновременно в процессе выполненных натурных испытаний проводилось измерение уровней горизонтальных и вертикальных вибраций для всех подшипников, приведенных на рисунке 22,23

¿ртт 7УЯ ояа^ех

7ГГ СхАде*е

Рисунок 22 - Уровень горизонтальных

вибраций в ЭМП подшипниках скольжения турбогенератора К100-90 ст № 5 Славянской ГРЭС

«да «г "Я^уг

Рисунок 23 - Уровень вертикальных вибраций в ЭМП подшипниках скольжения турбогенератора К100-90 ст №5 Славянской ГРЭС

Анализ показывает, что уровень горизонтальных и вертикальных вибраций составляет 35-40 мкм, что не превышает уровня вибраций при работе на баббитовых подшипниках скольжения, смазываемых минеральным маслом За время натурных испытаний турбогенератор К-100-90 ст. № 5 мощностью 100000 КВт проработал при смазке подшипников скольжения водой более 1200 часов. При этом износ поверхностей трения, связанный с многократными пусками и остановками турбогенератора, предусмотренных программой испытаний, включая выбеги без срыва вакуума и со срывом вакуума, оказался менее 0,05 мм, поскольку все мерные базы глубииой 0,05 мм, нанесенные на поверхностях трения в плоскости наибольшей нагрузки, не подверглись полному истиранию

Таким образом, впервые в мировой практике было доказано экспериментально, что мощные турбогенераторы могут надежно и долговечно работать на крупногабаритных ЭМП подшипниках скольжения, смазываемых водой вместо масла.

Проведенные исследования и натурные испытания дали основание сделать следующие выводы

1 Полученные результаты длительных натурных испытаний эластичных металлопластмассовых (ЭМП) подшипников скольжения на турбогенераторе К100-90 мощностью 100000 КВт на Славянской ГРЭС и на питательном насосе ПЭН-11 Безымянской ТЭЦ ОАО «Самараэнерго» впервые в мировой практике доказали реальную высокую работоспособность и надежность новых подшипников скольжения, смазываемых водой вместо минеральных и синтетических масел

2 Высокая работоспособность и надежном ь ЭМП подшипников скольжения, смазываемых водой, при высоких удельных нагрузках достигаются за счет эластоэффекта, приводящего к изменению формы зазора в зоне трения Такая форма зазора обеспечивает работу подшипников в условиях чисто жидкостного гидродинамического трения, которое недостижимо в жестких баббитовых подшипниках скольжения, смазываемых столь маловязкой жидкостью, как вода

3 Уровень горизонтальных и вертикальных вибраций составляет 35—40 мкм, а виброскорость - менее 4,5 мм/с, что удовлетворяет нормам ПТЭ теплотехнического оборудования на существующих тепловых электростанциях России

4 Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла приводит к уменьшению потерь мощности на трение в 4-5 раз Учитывая, что в турбогенераторах, подшипники которых смазываются маслом, потери мощности на трение в подшипниках скольжения составляют 0,2%, уменьшение потерь мощности на трения в 4-5 раз приведет к увеличению КПД турбогенераторов на 0,15-0,18 %

5 Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла обеспечит резкое снижение пожароопасное™ тепловых электростанций

6 Переход на смазку подшипников скольжения водой значительно улучшит экологию тепловых электростанций

7 Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла обеспечит существенное снижение затрат на эксплуатацию за счет исключения расходов на приобретение большого количества минеральных и синтетических масел

8 Полученные результаты в данной работе имеют научно-технический приоритет, утвержденный патентом на изобретение «Турбогенератор», патент № 2186225 от 07 08 2000 г

9 Данная работа открыла реальную перспективу создания для тепловых электростанций в России и в мире турбогенераторов нового поколения, работающих без минеральных и синтетических масел.

10 Актуальность проблемы, решаемой в данной работе, подтверждена РАО «ЕЭС России», принявшим решение о расширении данных исследований по программе ОНТП 0 04 «Новая техника и технологии в теплоэнергетике», пункт 01 0201 «Разработка подшипников паровых турбин на водяной смазке в течение 2000 - 2005 гг »

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение для энер! етпкн нашей страны - повышение прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения энергетических установок гидравлических и тепловых электростанций, обеспечивающих безаварийную работу подпятников гидроагрегатов ГЭС, увеличение мобильности ГЭС за счет применения новых композитных ЭМП опор скольжения, создаваемых на основе разработанных новых метопов расчета к проектирования опор с заданными характеристиками

1 Проведен обзор существующего состояния вопроса и рассмотрены теоретические и экспериментальные работы ведущих ученых и специалистов, посвященные методам проектиро-

-вания и расчета, а также средствам обеспечения прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения

2. Разработаны модели работы опор скольжения и выполнены исследования динамической напряженности опор скольжения различных конструкций, работающих при пусках и остановках роторов под нагрузкой я в установившемся режиме работы энергетических установок

3 Разработаны методы проектирования и технологии изготовления опор скольжения повышенной прочности, работоспособности и долговечности Эти методы заключаются в снижении местных контактных и гидродинамических давлений, обусловленных возросшими удельными нагрузками в существующих и проектирующихся энергетических установках Это достигнуто путем применения композитных антифрикционных материалов с уменьшенным модулем упругости (увеличенной податливостью), а также посредством создания эластичного металлопластмассового (упругодеформирующегося) антифрикционного покрытия для опор скольжения роторов энергетических установок

4 Впервые проведены исследования упругодеформирующихся неметаллических подшипников скольжения гидродинамического жидкостного трения, разработана модель их работы, математическая модель для решения контактногидродинамической задачи, созданы методы расчетов, учитывающие влияние упругих деформаций поверхностей трения на форму зазора, несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность опор скольжения, их прочность, работоспособность Проведены экспериментальные исследования с непрерывным по окружности измерением толщины смазочного слоя в зоне трения, гидродинамических давлений и температуры на поверхности трения в локальных точках в окружном направлении, коэффициента трения и сравнительного износа баббитовых и новых ЭМП опор скольжения при динамике запрограммированного по времени изменения частоты вращения при пусках и остановках под нагрузкой Эти исследования доказали достоверность и точность разработанных на основании контактно-гидродинамической теории смазки методов расчета и проектирования упругодеформирующихся опор скольжения

5 Впервые получено аналитическое решение эластогидродинамической задачи для плоских поверхностей ЭМП сегментов подпятников, доказавшее в общем виде влияние упругих деформаций поверхностей трения на грузоподъемность и, в связи с этим, необходимость применения новой макрогеометрии ЭМП сегментов, позволяющей обеспечить оптимальную форму зазора при максимальной несущей способности смазочного слоя и исключить возникновение установленного в данной работе отрицательного явления - угловых автоколебаний самоустанавливающихся ЭМП сегментов

6 Впервые в практике отечественного и зарубежного машиностроения разработаны и созданы конструкции ЭМП опор скольжения с новой макрогеометрией, полученной на основании теоретических расчетов, для подпятников гидроагрегатов действующих ГЭС Волжской ГЭС им В И Ленина, Саратовской, Братской, Усть-Илимской, Плявиньской, Иркутской, Саяно-Шушенской и Загорской гидроаккумулирукмцей электростанции (ГАЭС) Проведены их натурные испытания, доказавшие, что по сравнению с традиционно применяющимися баббитовыми опорами скольжения новые ЭМП опоры скольжения обладают более высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью при штатных нагрузках и при удельной нагрузке 10 МПа на гидроагрегате № 8 волжской ГЭС им В И Ленина и 10,6 МПа на гидроагрегате № 12 Братской ГЭС, что подтверждено актами внедрения Научно-технический приоритет новых ЭМП опор скольжения подтвержден пятью авторскими свидетельствами на изобретения СССР Это уникальное достижение открыло реальную перспективу создания подпятников для сверхмощных гидроагрегатов нового поколения с единичной мощностью 1000 МВт и нагрузкой на подпятник 60-70 МН

7 Впервые в практике отечественного и зарубежного машиностроения разработана технология изготовления новых радиальных и осевых ЭМП опор скольжения, позволяющая создавать опоры скольжения с наперед заданными на основании расчетов физико-механическими характеристиками, научно-технический приоритет которой подтвержден

двумя авторскими свидетельствами на изобретения СССР, двумя патентами РФ, а также шестью зарубежными патентами На базе разработанной технологии по приказу МИНЭНЕРГО СССР № 211а от 29 09 1981 г на Чебоксарском опытно-экспериментальном заводе «ЭНЕРГОЗАПЧАСТЬ» создано уникальное промышленное производство радиальных и осевых ЭМП опор скольжения, позволившее оснастить ЭМП опорами скольжения гидроагрегаты всех отечественных и многих зарубежных гидроэлектростанций, а также энергетические установки отечественных тепловых электростанций, что обеспечило радикальное увеличение прочности, работоспособности и долговечности гидроагрегатов, резко увеличило мобильность ГЭС в целом и внесло значительный вклад в развитие энергетики и экономики страны, возвысило престиж отечественной науки и техники на международном уровне Данное производство работает и в настоящее время и поставило ЭМП опоры скольжения в 35 зарубежных стран

8 Впервые разработаны конструкции ЭМП сегментов с нулевым эксцентриситетом для реверсивных подпятников генераторов-двигателей Загорской гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) и проведены их натурные испытания при удельной нагрузке 6,0 МПа, превышающей на 10 % удельные нагрузки, имеющие место в подпятниках самых мощных гидроагрегатов крупнейших отечественных ГЭС Испытания подтвердили высокую прочность работоспособность и долговечность новых ЭМП сегментов при неоднократно изменяющейся в течение суток динамике их работы в прямом и реверсивном режимах работы гидроагрегатов, в установившихся режимах работы и, что особенно важно, при резкой динамике нагрузок при пусках и остановках гидроагрегатов, а также позволило упростить конструкцию самих подпятников за счет исключения из проекта сложной, громоздкой, дорогостоящей и недостаточно надежной системы кепосредстветтого впрыска (ПСП)

9 Впервые выполнено исследование работоспособности ЭМП опор скольжения при повышенной температуре масла в ванне подпятника до + 60°С путем проведения теоретических исследований и натурных испытаний на гидроагрегатах ст № 3 и № 6 Волжской ГЭС им В И Ленина Выполненное исследование доказало, что новые ЭМП опоры скольжения при указанной температуре масла в ванне подпятника обладают более высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью по сравнению с традиционно применяющимися баббитовыми опорами скочьжения при длительной работе гидроагрегата и, что особенно важно при резких изменениях нагрузок при пусках и остановках гидроагрегатов Это достижение открыло весьма важную перспективу увеличения КПД гидроагрегатов за счет резкого уменьшения потерь на трение в подпятниках, что приводит к увеличению генерирующей мощности крупных ГЭС с большим экономическим эффектом На базе выполненных исследований ОАО «ГидроОГК» в 2007 г сформулировало новую концепцию отрасли - «Повышение генерирующей мощности крупных ГЭС», рассмотрение которой состоялось 30 10 2007 г на заседании секции НТС ОАО «ГидроОГК» по гидротурбинному и гидромеханическому оборудованию

10 Впервые в практике отечественных тепловых электростанций выполнено теоретическое иссчедование крупногабаритных эластичных металлолластмассовых (ЭМП) опор скольжения при смазке водой вместо масла и экспериментальное исследование путем проведения стендовых и, что особенно важно, натурных испытаний на крупном мощном турбогенераторе К100-90 Славянской ГРЭС Выполненные исследования показали, что новые ЭМП опоры скольжения при удельной нагрузке 3,5 МПа и при смазке водой обладают высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью - как при установившемся режиме 1урбогенератора, так и при изменяющейся динамической нагрузке при пусках и остановках турбогенератора без срыва и со срывом вакуума Кроме того проведенные исследования показали, что динамическая вибронапряженность ЭМП опор скольжения, смазываемых водой, находится в пределах установленных правитами технической эксплуатации (ПТЭ) норм для тепловых электростанций

Достигнутые результаты подтверждены актами натурных испытаний и открыли реальную перспективу реконструкции турбогенераторов и вспомогательного оборудования действующих тепловых электростанций и создания турбогенераторов нового поколения, работающих без применения минеральных горючих масел, что обеспечит резкое снижение пожароопасности, увеличение КПД на (0,15-0,18)%,

улучшение экологии, снижение расходов на приобретение минеральных либо синтетических масел

Актуальность этой крупной и острой проблемы, решённой в диссертационной работе, подтверждена РАО «ЕЭС России», принявшим решение о расширении данных исследований по утвержденной программе ОНТП 0 04 «Новая техника и технологии в теплоэнергетике» (пункт 01 02 01 «Разработка подшипников паровых турбин на водяной смазке в течение 2000-2005 гг)

11 Впервые разработаны методы определения координат центра гидродинамических давлений (МОКЦГД) ь окружном и радиальном направлении в самоустанавливающихся ЭМП сегментах с учетом податливости ЭМП покрытия, позволяющие проектировать и устанавливать ЭМП сегменты в подпятниках гидроагрегатов с оптимальным окружным и радиальным эксцентриситетом, обеспечивающим наибольшую грузоподъемность, прочность и долговечность за счет исключения перекоса ЭМП сегментов относительно зеркала пяты в радиальной плоскости и создания формы зазора в окружном направлении, обеспечивающей наибольшую несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность сегментов Научно-технический приоритет метода утвержден патентом РФ № 2262013 от 10 10 2005 г

12 Впервые определена макрогеометрия, разработаны конструкции ЭМП сегментов с датчиками измерения рабочих параметров, изготовлены опытные комплекты ЭМП сегментов для зарубежных ГЭС, в частности для трех крупных ГЭС Китая Лун-Ян Ся, ГЭ Джоуба, Да Хуа, - и проведены натурные испытания, обеспечившие многочисленные крупные международные контракты на поставку из России уникальных ЭМП опор скольжения, превосходящих все применявшиеся на зарубежных ГЭС опоры скольжения, что, естественно, подтвердило признание престижа отечественной науки и техники на международном уровне

13 Теоретически и экспериментально определены рациональные режимы торможения роторов вертикальных энергетических установок ГЭС, обеспечивающие работу ЭМП опор скольжения без повреждения при смазке маслом «Турбинное-30» при удельной нагрузке до 6,5 МПа и снижающие износ тормозных колодок в 16-30 раз

14 Впервые на базе теоретических расчетов с применением способа установки сегментов по патенту РФ № 2262013 и проведенных натурных испытаний на Жигулевской ГЭС в 2008 г пять гидроагрегатов этой ГЭС переведены на новый режим торможения с включением в работу системы торможения при частоте вращения ротора, составляющей 5 % от номинальной частоты вращения в отличие от штатной частоты вращения, составляющей 20 % от номинальной частоты вращения, что обеспечило резкое уменьшение износа тормозных колодок в 16 - 30 раз и привело к уменьшению загрязнения помещения подпятника и машинного зала продуктами износа тормозных колодок (улучшение экологии), поверхностей охладителей, статора и ротора, что привело к улучшению охлаждения, повышению КПД, сокращению расходов на очистку гидроагрегатов и на приобретение новых тормозных колодок, что подтверждено технической справкой руководства Жигулевской ГЭС от 06 06 2008 г

По теме диссертации опубликованы

-1 монография:

1 Коднир Д С, Жильников Е П , Байбородов Ю И Эластогидродинамический расчет деталей машин - М Машиностроение, 1988 - 159 с

- 13 статей в рецензируемых центральных журналах, в том числе 7 статей за последние два года в журналах, определенных Высшей Аттестационной Комиссией:

2 Байбородов Ю И Измерение температуры смазки неметаллического подшипника скольжения//Вестник машиностроения - 1965 -№ 1.-С 45-47

3 Коднир Д.С, Байбородов Ю И Экспериментальное определение толщины смазочного слоя, давлений и коэффициента трения в неметаллических подшипниках скольжения Н Вестник машиностроения -1965 -№12 -С 41-44

4 Сойфер А М, Коднир Д С, Байбородов Ю И Эластичный подшипник скольжения на основе упругодемпфирующего материала «МР» в сочетании с фторопластом // Известия высших учебных заведений - М Машиностроение - 1965 7 -С 67-69

5 Коднир Д С, Байбородов Ю И Контактно-гидродинамический расчет неметаллических подшипников скольжения жидкостного трения // Вестник машиностроения -1968-№3 -С 65-72

6 Опыт эксплуатации металлопластмассовых сегментов в подпятнике гидроагрегата № 9 Волжской ГЭС им В И Ленина/ Ю И Байбородоов, А.А Романов, А В Терещенко и др.// Гидротехническое строительство - 1977 -№10 - С 72-82

7 Исследование служебных свойств металлопластмассовых сегментов в подпятнике гидроагрегата № 5 Братской ГЭС/ 10 И Байбородоов, А Е Александров, А В Терещенко и др // Гидротехническое строительство -1982 -№4 -С. 55-61.

8 Байбородов Ю И, Инцин Ю А Исследование вибронапряженности эластичных металлопластмассовых подшипников скольжения при смазке водой на турбогенераторе К100-90 Славянской ГРЭС и питательном насосе ПЭН-11 Безымянской ТЭЦ ОАО «Самараэнерго» /- Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С П Королева -2006 - С 277-281

9 Байбородов 10 И Определение износа эластичных металлопластмассовых и баббитовых подшипников скольжения в условиях частых пусков и остановов// Известия самарского научного центра РАН/Самара -2007 -Т.9, №3 -С 712-715

10 Байбородов ЮИ, Инцин ЮА Расчет радиальной координаты центра гидродинамических давлений в самоустанавливающихся эластичных металлопластмассовых сегментах подпятников с учетом податливости покрытия// Известия самарского научного центра РАН / Самара -2007 - Т 9, № 3 - С 716-725

11 Байбородов Ю И Создание эластичных металлопластмассовых подпятников для обратимых гидрогенераторов гидроаккумулирующих станций// Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С П Королева - № 3 за 2007 -С 116-118

12 Байбородов ЮИ Натурные испытания супернагруженных подпятников для гидрогенераторов нового поколения Сибирских ГЭС с единичной мощностью 1 миллион кВт// Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика СП Королева - № 1 за 2008 -С 112-121

13 Байбородов Ю И Натурные испытания эластичных металлопластмассовых сегментов тяжелонагруженных подпятников гидроагрегатов ГЭС// Трение и смазка в машинах и механизмах. М Машиностроение - 2008 - № 5 - С 78-85

14 Байбородов ЮИ, Инцин ЮА Динамика износа тормозных колодок мощных гидроагрегатов крупных ГЭС.// Трение, смазка в машинах и механизмах./ М Машиностроение -2008-№8 - С 3-8

- 37 работ в других изданиях'

15 Байбородов Ю И, Коднир Д С Разработка и экспериментальное исследование металлопластмассовых эластичных подшипников скольжения // Труды П1 Всесоюзной научно-технической конференции по применению полимерных материалов в машиностроении, НИИМАШ Полимеры в машинах С-1Х Новые материалы в машиностроении — 1966

16 Байбородов Ю И Контактно-гидродинамический расчет неметаллических подшипников скольжения//Тезисы докладов - Труды КуАИ №23 - 1965 -С 21-22

17 Байбородов Ю И Экспериментальное исследование неметаллических подшипников// Тезисы докладов/ Труды КуАИ № 23 - 1965 - С 59-71

18 Байбородов Ю И Преобразовыание номограммы в формулу для расчета толщины смазочного слоя// Тезисы докладов Юбилейной научно-технической конференции/ Куйбыш авиац ин-т -1976 - С 21 -22

19 Байбородов ЮИ Шумоглушащий металлопластмассовый подшипник скольжения Тезисы докладов Юбилейной научно-технической конференции/ Куйбыш авиац ин-т. - 1976

20 Байбородов ЮИ Определение износа баббитовых и эластичных подшипнико скольжения методом искусственных баз// Тезисы докладов Юбилейной научно-техническо конференции/Куйбыш авиац ин-т -1976 - С 51 -52

21 Байбородов ЮИ, Покровский ИБ, Кондрашин Г.И Исследование стабильност геометрических параметров материала вкладышей эластичных подшипников// Сборник трудо Куйбыш авиац ин-т -1976 -№40 -С 35-38

22 Байбородов ЮИ Определение износа баббитовых и эластичных подшипнико скольжения методом искусственных баз// Научно-техническое совещание по методам испытан и оценки служебных свойств материалов для подшипников скольжения/ М - ИИМАШ - 1969 С 58-60

23 Байбородов Ю И, Котов В А, Селивановский Ю М Акустическая эффективно«-эластичных металлопластмассовых подшипников// Материалы научно-технической конференци Куйбыш авиац ин-т - 1970 - С 31 -32

24 Байбородов Ю И, Покровский И Б Исследование стабильности геометрических размере эластичных металлопластмассовых подшипников// Материалы научно-технической конференции Куйбыш авиац ин-т -1970.-С 68-69

25 Байбородов Ю И., Покровский И Б Исследование прочности клеевого сосдинепи вкладышей// Материалы научно-технической конференции/ Куйбыш авиац ин-т - 1970 С 63-64

26 Байбородов ЮИ, Покровский И Б Экспериментальная установка для исследовани высокоскоростных эластичных подшипников скольжения// Кинематика и динамика механизме летательных аппаратов Сборник трудов/Куйбыш авиац ин-т -1972 - С 78-79

27 Байбородов Ю И, Савинов А П Исследование работоспособности эластичны подшипников в редукторе// Труды I Всероссийской конференции «Контакта гидродинамическая теория смазки и ее применение в технике»/КуАИ -1976 - С 35-37.

28 Исследование работоспособности и износостойкости МР-фторопластовых эластичны сегментов в подпятниках на насосе откачки Волжской ГЭС им В И Ленина 10 И Байбородов А В Терещенко, И Б Покровский и др // Межвузовский сборник «Вибрационная прочность надежность двигателей и систем летательных аппаратов»/ Куйбыш авиац ин-т - 1975 Вып 1(68) -С 95-99

29 Байбородов Ю И Эластичные опоры скольжения//Проспект/Куйбыш авиац ин-т.-1975

30 Определение податливости и стабильности геометрических размеров эластичны металлопластмассовых сегментов подпятника насоса откачки Волжской ГЭС им В И Ленина Ю И Байбородов, В И Дятлов, А В Терещенко и др // Труды II Всесоюзной конференци «Контактногидродинамическаятеория смазки»/ Куйбыш авиац ин-т - 1976 -С 94-100

31 Пути повышения гидродинамической грузоподъемности эластичных металлопласт массовых сегментов Ю И Байбородов, Д С Коднир, А В Терещенко и др //Труда Всесоюзной конференции «Трение и износ в машинах»/Челябинский политехи ин-т -1979 - С 31-42

32 Байбородов Ю И, Терещенко А В Гидродинамика центрально опертой подуиш подпятника с плоскими наклонными срезами по еЬ краям// Труды Всесоюзной конференци «Трение и износ в машинах»/Челябинский политехи ин-т -1979 -С 75-82

33 Сравнительная оценка упругих характеристик эластичного металлопластмассово покрытия для сегментов подпятников сверхмощных гидроагрегатов проектируемых ГЭС Сибири Ю И Байбородов, А Н Ежов, В П Тукмаков и др //Труды III Всесоюзной конференции «Контактная гидродинамика»/Куйбыш авиац ин-т -1981 -С 91-94

34 Разработка и исследование тяжелонагруженных ЭМП сегментов с нулевым эксцентриситетом для обратимых гидроагрегатов Загорской ГАЭС Ю И Байбородов, А В Терещенко, В П Тукмаков и др // Труды III Всесоюзной конференции «Контактная гидродинамика»/Куйбыш авиац ин-т -1981 -С 19-24

35 Натурные испытания тяжелонагруженных металлопластмассовых сегментов Ю И Байбородов, Д С Коднир, А В Терещенко и др // Всесоюзная научная конференция «Трение и смазка в машинах»/ Куйбыш политехи ин-т - 1984 - С 54 - 62

36 Экспериментальное исследование изменения температуры по толщине металлогатастмассового сегмента подпятника Ю И Байбородов, Д С Конднир, А В Терещенко и др // Всесоюзная научная конференция «Трение и смазка в машинах»/ Куйбыш политехи ин-т -1984 -С 36-40

37 Уменьшение потерь мощности на трение в подпятниках гидроагрегатов Волжской ГЭС имени В И Ленина Ю И Байбородов, А А Романов, В П Тукмаков и др // 4-я Всесоюзная конференция «Контактная iидродинамика»/ Куйбыш авиац ин-т - 1986 -С 48-50

38 Исследование эластичных опор скольжения вертикального насоса на водяной смазке Байбородов, В П Тукмаков, В H Жаринов и др Л 4-я Всесоюзная конференция «Контактная гидродинамика))/ Куйбыш авиац ин-т -1986 - С 32-33

39 Байбородов Ю И Опыт создания эластичных металлопластмассовых сегментов подпятников гидроагрегатов Саяно-Шушенской и Майнской ГЭС.// Всесоюзное совещание по строительству Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса/ Ленинград - 1986 - С 19-23

40 Разработка конструкции металлопластмассовых сегментов для реверсивного подпятника генератора-двигателя Загорской ГАЭС и проведение их натурных испытаний Ю И Байбородов, Г M Жерпосеков, В В Лунг// 5-я Всесоюзная конференция «Контактная гидродинамика»/ Куйбыш авиац ин-т -1991 -С 25-30

41 Исследование служебных свойств ЭМП сегментов в подпятнике гидроагрегата № 3 ГЭС Лун-Ян-Ся КНР при исключении автономного охлаждения корпусов сегментов и систем непосредственного впрыска Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Лю-Пин-И и др.// 5-я Всесоюзная конференция «Контактная гидродинамика»/Куйбыш авиац ин-т -1991 -С 125-20

42 Экспериментальное исследование быстроходного эластичного металопластмассового подшипника при смазке водой Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Г M Жерносеков и др // 5-я Всесоюзная конференция «Контактная гидродинамика»/ Куйбыш авиац ин-т -1991 -С 41-42

43 Анализ влияния некоторых плавноизмепяющихся форм начальной геометрии -ластичных металлопластмассовых сегментов на несущую способность смазочного слоя Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Г.М Жерносеков и др // 5-я Всесоюзная конференция «Контактная гидродинамика»/ Куйбыш авиац ин-т -1991 -С 35-37

44 Испытания крупногабаритных эластичных металлопластмассовых опор скольжения, смазываемых водой, на турбогенераторе мощностью 100000 КВт на Славянской ГРЭС Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Г M Жерносеков и др // Российский симпозиум по трибологии с международным участием/Совет по трению и смазке РАН - Самара - 1993 -С 28-32

45 Байбородов 10 И , Жерносеков Г M, Инцин Ю А Измерение гидродинамических параметров в зоне трения ЭМП подшипников скольжения гидротурбин // Всероссийская научно-практическая конференция «Гидропривод, проблемы использования конверсионных разработок в Машиностроении»/ ГК РФ по высшему образованию СГАУ ГПСО «Импульс» - Самара. - 1994. -С 35-37

46 Экспериментальное исследование радиального подшипника с эластометаллопластмассовым покрытием на водяной смазке Ю И Байбородов, Ю А Инцин, А Е Языков и др // Всероссийская научно-практическая конференция «Техническая эксплуатация, надежность и совершенствование автомобилей /ТК РФ по высшему образованию Челябинский гос техн. ун-тет - Челябинск - 1996 - С 39-45

47 Опыт эксплуатации эластичных подшипников скольжения, смазываемых водой на насосах Безымянской ТЭЦ Ю И Байбородов, H П Милютин, В Г Орехов и др И Международная научно-техническая конференция, посвященная памяти акад H Д КузнецоваУСамарск гос аэрокосм ун-тет - 2001 -С 27-29

48 Байбородов Ю И Эластоэффект в подшипниках скольжения// Труды международного симпозиума «Гидродинамическая теория смазки - 120 лет»/M Машиностроение-1 - Орловский гос техн ун-тет -2006 - С 182-200

49 Байбородов Ю.И Аналитическое обоснование влияния эластоэффекта на пусковую, режимную работоспособность и макрогеометрию сегментов подпятников гидроагрегатов// Труда международного симпозиума «Гидродинамическая теория смазки - 120 лет»/ М Машшостроение-1 - Орловскийгос техн ун-тст -2006 -С 201-213

50 Байбородов Ю И Аналитическое обоснование пусковой и режимной работоспособности эластичных металлопластмассовых сегментов подпятников мощных генераторов ГЭС// Труды международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии»/ Самарский гос техн ун-тет - 2007 Т 2 - С 39-48

51 Экспериментальное исследование турбинного радиального подшипника с эластометаллопластовым (ЭМП) покрытием на водяной смазке Ю И Байбородов, Ю.А Инцин, АЕ Языков и др // Сборник научных трудов «Повышение надежности и эффективности работы тепломеханического оборудования ТЭС»/ ОАО «Инженерный центр энергетики Урала» Филиал «Урал-ВТИ-Челябэнергосеть-проект» - Челябинск Цицеро -2005 - С 224-229

- 13 авторских свидетельств СССР:

52 АС 186225 (СССР) кл 47в, 9 МПК ГО6С «Трехслойный подшипник скольжения»/А М. Сойфер, Д С Коднир, ЮИ Байбородов, заявлено 22 12 63, опубл 12 09 66 Бюл 18 за 1966 г

53 А.С 193230 (СССР) Кл 47в МПК Р06С «Вкладыш подшипника скольжения»/ Ю И Байбородов, заявлено 10 10 66, опубл 12 09 69

54 АС 273081 (СССР) (51) М Кл2П6С 17/08 «Подпятник»/Ю.ИБайбородов, А И Данильченко, 1315349/25-27, заявлено 31 03 69, опубл 15 11.79 Бюл 42 за 1979 г

55 А С 354185 (СССР) кл 47в, 9 МПК Г06С «Опора скольжения» / Ю И Байбородов, заявлено 02 11 70, опубл 09 10 72 Бюл 30 за 1972 г

56 АС. 359448 (СССР) М Кл П6С 17/08 «Подшипник скольжения» / Ю И Байбородов, опубл Бюл 35 за 1972 г

57 АС 649898 (СССР) (51) М Кл2 П6С 17/08 «Упругий самоустаяавяивающийся сегмент подшипника» / Д С Коднир, 10 И Байбородов, А В Терещенко и др, заявлено 22 12 76 опубл 28 02 79 Бюл 8 за 1979 г

58 А С 684191 (СССР) (51) М Кл.2 Р16С 33/04 «Сегмент подшипника скольжения» / А В Терещенко, Ю И. Байбородов и др , заявлено 15 03 78, опубл 05 05 79 Бюл 33 за 1979г

59 А С. 826114 (СССР) (51) М Юг 3 Г16С 17/06 «Реверсивный подпятник скольжения» / Ю И Байбородов, заявлено 22 12 76, опубл 30 04.81 Бюл 16 за 1981 г

60 АС 863917 (СССР) (51) М Кл 3 Р16й 13/56 «Фрикционная дисковая передача» / Ю И Байбородов , заявлено 27 03 79 (21) 2740769/25-27, опубл 15 09 81 Бюл 34 за 1981г

61 АС 1321958 (СССР) А1 (51) М П6С 32/12, 27/02 «Способ изготовления упругодемпфирующего антифрикционного покрытия подпятника» / Ю И Байбородов, А Н Ежов, Д С Коднир и др, заявлено 31 03 83 (21) 3571448/25-27, опубл 07 07 87 Бюл 25 за 1987 г

62 АС. 1352103 (СССР) А1 (51) М Р16С 32/12, 27/02 «Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника» / Ю И Байбородов, Е В Литвинов, Ю А Маненков и др, заявлено 19 04 83 (21) 3585206/25-27, опубл 15 11 87 Бюл 42 за 1987 г

63 АС 1484991 (СССР) (51) М Кл2 П6С 33/04 «Сегмент радиального подшипника скольжения» / ЮИ Байбородов, В П Тукмаков, В А Морсков и др , заявлено 24 02 87 (21) 4244498/31-27, опубл 07 06 89 Бюл 21 за 1989 г

64 АС 1612682 (СССР) СО (51) 5 Р16С, 17/06 «Подпятник» / ЮИ Байбородов, заявлено 09 10 88 (21) 4483498/27, опубл 03 04 94 Бюл 15 за 1994 г

65 А.С 1767624 (СССР) А1 (51) 5 Н02 К 5/16, «Гидрогенератор» / Ю И Байбородов, ГМ Жерносеков, АН Ежов и др, заявлено 14 11 89 (21) 4758780/07, опубл 07 10 92 Бюл 37 за 1992 г

- 9 патентов Российской Федерации:

66 Патент 1612682 СО (51)5 F16C 17/06, «Подпятник» / Ю И Байбородов, заявлено 09 10 88 (21) 4483498/27, опубл 03 94 Бюл 15 за 1994 г

67 Патент 2119600 (13) С1 (51) 6 F16C 27/02, «Способ изготовления упругодемпфирующего антифрикционного покрытия опорных и упорных подшипников скольжения» / Ю И Байбородов, В .А Морсков, Ч М Шлепнев, заявлено 04.01 94 94011398/28, опубл 27 0998

68 Патент 2144727 С1 (51) 7 Н02К 5/16, Н02 К 7/102 «Гидрогенератор» / Ю И Байбородов, А А Романов, Ю А Инцин, заявлено 11 10 98 98120320/09, опубл 20 01 2000

69 Патент 2161730 С2 (51) 7 F03B 11/06, Н02 К 5/16 «Гидрогенератор» / Ю И Байбородов, А А Романов, 10 А Инцин, заявлено 11 10 98, опубл 10 01 2001

70 Пагент 2171006 С1 (51) 7 Н02К 5/16, Н02 К 5/00 «Гидрогенератор горизонтальный» / Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Б Б Богущ, А Д Гилев, заявлено 22 12 99, опубл. 20 07 2001

71 Патент 2186225 С2 (51) 7 F01D 25/18 «Турбогенератор» / Ю И Байбородов, Ю А Инцин, Н П Милютин, В В Дикоп, В Г Орехов, заявлено 07 08 2000, опубл 27 07 2002

72 Патент 2194890 С2 (51) 7 F16C 27/02 F16C17/00, FI6C 33/12 «Способ изготовления радиальных упругодемпфирующих подшипников скольжения» / Ю И Байбородов, 10 А Инцин, заявлено 13 03 2000 г. 2000106190/28, опубл 20 12 2002

73 Патент 2262013 С! (51) 7 F16C 17/08 «Способ установки сегментов в подпятниках гидроагрегатов» / 10 И Байбородов, Ю А Инцин, В А Хуртин, А В Игнатушин, Д А Борисов, заявлено 02 02 2004 г 2004103011/11, опубл 10 10 2005

74 Патент 2301363 МПК F16C 17/08 F16C 27/08 «Быстроходный подпятник»/ Ю И. Байбородов, Д К Назаренко, В Г Орехов, опубл 2007 Бголл № 17

- 6 патентов за рубежом.

75 Патент 477003 США, А1 (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ Ю И Байбородов, В А Морсков, ЕВ Литвинов и др - PCT/SU 8500063, Заявлено 30 07 85, опубл 12 02 87 WO 87/00894

76 Патент 850725 Бразилия, AI (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ Ю И Байбородов, В А Морсков, ЕВ Литвинов и др - PC1/SU 8500063, Заявлено 30 07 85, опубл 12 02 87 WO 87/00894

77 Патент 234872 Арюнтина, А1 (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ Ю И Байбородов, В А Морсков, ЕВ Литвинов и др - PCT/SU 8500063, Заявлено 30 07.85, опубл 12 02 87 WO 87/00894

78 Патент 1204198 Италия, А1 (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ Ю И Байбородов, В А. Морсков, Е В Литвинов и др - PCT/SU 8500063, Заявлено 30 07 85, опубл 12 02 87 WO 87/00894

79 Патент 2188106 Великобритания, А1 (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ ЮИ Байбородов, В А Морсков, ЕВ Литвинов и др - PCT/SU 8500063, Заявлено 3007 85, опубл 12 02 87 WO 87/00894.

80 Патент 263612 ЧССР, А1 (51) МКИ F16C 33/34 Способ изготовления вкладыша с демпфирующим антифрикционным покрытием для опор скольжения/ Ю И Байбородов, В А Морсков, ЕВ Литвинов и др - PC Г/SU 8500063, Заявлено 30 07 85, опубл 12 02 87 WO 87/00894

Личный вклад

- в монографии автором получены научные результаты в области разработки методики контактно-гидродинамического расчета при большой разности радиусов кривизны, методов экспериментального исследования, расчета толщины смазочного слоя в ЭМП подшипниках

1 л

скольжения, расчета толщины смазочного слоя в эластичных подшипниках скольжения при смазке водой вместо масла, расчета толщины смазочного слоя в эластичных подпятниках, разработки новых конструкций эластичных подшипников и подпятников скольжения из композиционных материалов, разработки технологии изготовления опор скольжения из композиционных материалов, получены результаты экспериментальных исследований и внедрений, сформулированы преимущества и перспективы применения новых конструкций опор;

- в работе 3 автором выполнено экспериментальное исследование толщины смазочного сдоя, давлений и коэффициента трения в неметаллических подшипниках сколыкения, обработка результатов испытаний,

- в работе 4 автором разработана конструкция эластичного подшипника, создана физическая модель работы ЭМП подшипника скольжения при перекосе вала, разработана технология изготовления,

- в работе 5 актором выполнен контактно-гидродинамический расчет;

- в работе 6 автором разработаны конструкции ЭМП сегментов, программы испытаний, осуществлено руководство и личное участие в проведении испытаний, обработка результатов испытаний,

- в работе 7 автором разработана конструкция опытных ЭМП сегментов, осуществлено научное руководство и личное участие в проведении испытаний;

- в работе 8 автором разработаны конструкции эластичных металлопластмассовых подшипников скольжения, программы испытаний, осуществлено научное руководство и личное участие в проведении испытаний;

- в работе 10 автором дана физическая модель возникновения формы зазора в окружном направлении и расчет центра гидродинамических давлений,

- в работах 14-51 автором лично выполнены разработка конструкций опытных радиальных и осевых подшипников скольжения, программ испытаний, научное руководство и личное участие в проведении испытаний;

- в работах 52-80 автору принадлежат идеи новых конструкций опор скольжения для гидроагрегатов и способов изготовления этих опор, установки их в подпятниках, методов их расчета, новых способов торможения гидроагрегатов, новой конструкции турбогенератора, работающего иа смазке подшипников водой вместо масла.

Отпечатано в издательстве СГАУ Тираж 100 экз Заказ Подписано в печать 27 06 2008 г.

Введение.

1. Обзор состояния вопроса.

Выводы.

2. Исследование упруго деформирующихся неметаллических подшипников скольжения гидродинамического трения.

2.1 Эластоэффект и его влияние на рабочие параметры подшипников скольжения.

2.2 Математическая формулировка контактногидродинамической задачи.

2.3 Приближенное решение контактногидродинамической задачи для цилиндрических круговых поверхностей с малой разностью радиусов кривизны (подшипников скольжения).

2.4 Экспериментальное исследование и сравнение теории с экспериментом.

Выводы.

3. Разработка новой конструкции радиального эластичного металлопластмассового (ЭМП) подшипника скольжения.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Разработка ЭМП подшипника скольжения.

3.3 Метод определения параметров ЭМП подшипников скольжения.

3.4 Способ изготовления ЭМП вкладышей для опор скольжения.

3.5 Испытание ЭМП подшипников скольжения при перекосе вала.

3.6 Определение износа эластичных металлопластмассовых и баббитовых подшипников скольжения в условиях частых пусков и остановов под нагрузкой.

Выводы.

4. Разработка новых конструкций ЭМП опор скольжения для подпятников гидроагрегатов действующих ГЭС.

4.1 Актуальность проблемы.

4.2 Обоснование применения ЭМП опор скольжения в подпятниках гидроагрегатов при наличии волнистости зеркала диска пяты.

4.3 Исследование работоспособности и износостойкости

ЭМП сегментов подпятника на насосе откачки Волжской ГЭС имени В.И. Ленина.

4.4 Разработка ЭМП опор скольжения для подпятников гидроагрегатов Волжской ГЭС имени В.И. Ленина.

Выводы.

5. Разработка и исследование эластичных металлопластмассовых опор скольжения для реверсивных подпятников генераторов-двигателей Загорской ГАЭС.

5.1 Постановка вопроса.

5.2 Расчетные параметры и определение начальной геометрии ЭМП сегментов при установке их в подпятник с нулевым тангенциальным эксцентриситетом.

5.3 Результаты натурных испытаний ЭМП, установленных с нулевым тангенциальным эксцентриситетом в подпятнике гидроагрегата № 5 Усть-Илимской ГЭС.

Выводы.

6. Технология изготовления ЭМП опор скольжения для подпятников гидроагрегатов ГЭС.

6.1 .Оборудование и технологический процесс изготовления ЭМП сегментов.

Выводы.

7. Создание нового промышленного производства и широкое внедрение ЭМП опор скольжения на крупнейших гидроэлектростанциях мира.

7.1 Постановка вопроса.

7.2 Эффективность новых конструкций в повышении надежности и работоспособности мощных гидроагрегатов и география внедрения ЭМП подшипников.

7.3 Оценка уровня и качества новой конструкции эксплуатационниками и проектировщиками.

Выводы.

8. Исследование работоспособности ЭМП опор скольжения на гидроагрегатах № 6 и № 3 Волжской ГЭС имени В.И. Ленина при повышенной температуре масла в ванне подпятника.

8.1 Постановка вопроса.

8.2 Натурные испытания гидроагрегата № б при повышенной температуре масла в ванне подпятника.

8.3 Натурные испытания гидроагрегата № 3 Волжской ГЭС имени В.И. Ленина с ЭМП сегментами подпятника с уменьшенным окружным эксцентриситетом и уменьшенным охлаждением масла в ванне подпятника.

8.4 Сравнительная оценка потерь мощности на трение в сегменте при различной температуре масла в ванне подпятника.

Выводы.

9. Исследование динамической напряженности ЭМП опор скольжения.

9.1 Постановка вопроса.

9.2 Результаты натурных испытаний.

Выводы.

Анализ развития современного машиностроения показывает, что одной из главных тенденций при проектировании и создании машин является всё возрастающая концентрация мощности в одном агрегате, обеспечивающая наибольшую эффективность использования и коэффициент полезного действия машин.

Неизбежным следствием указанного обстоятельства является рост габаритов машин, скоростей вращения роторов и нагрузок на опоры валов и осей.

В связи с этим создалось положение, при котором в ряде случаев надежность, работоспособность и долговечность машин стала определяться надежностью, долговечностью и работоспособностью опор роторов.

Специалистам хорошо известны случаи, когда работоспособность опор роторов определяла и определяет ресурс машин, в том числе гидроагрегатов ГЭС.

В целом ряде случаев традиционно применяющиеся опоры качения не могут обеспечить требуемого ресурса, или вообще не могут быть применимы из условий динамики, компоновки или эксплуатации машин,

В этих случаях конструкторы обращались к опорам скольжения, традиционными материалами для которых были: чугун, бронза, баббит, древесно-слоистые пластики и резина.

Однако, как показал опыт, эти материалы обеспечивали надежность и работоспособность опор скольжения лишь до определенных пределов удельных нагрузок и скоростей скольжения.

Кроме того, коэффициент трения указанных материалов при пусках и остановках роторов под нагрузкой относительно высок, а износостойкость мала, что при больших удельных нагрузках приводит к быстрому выходу опор из строя и, как следствие, уменьшению ресурса машин.

Недостатком традиционно применяющихся жестких опор скольжения является их высокая чувствительность к центровке валов и макрогеометрии поверхностей трения, наличию смазки, а также необходимость применять для их изготовления дорогостоящие дефицитные материалы: бронзу, олово, свинец, серебро, индий и др.

Кроме того, подшипники скольжения, изготовленные из этих материалов, имеют неудовлетворительные вибродемпфирующие свойства.

С появлением в 50-х годах новых полимерных материалов, обладающих меньшим коэффициентом трения, лучшими противозадирными свойствами и относительно меньшей стоимостью, открылась перспектива замены опор скольжения, изготовляемых из традиционных материалов, опорами скольжения из полимерных материалов.

Первые опыты применения полимеров для опор скольжения не дали положительных результатов. Тяжелонагруженные неметаллические подшипники, геометрия которых была выполнена по аналогии с жесткими металлическими опорами скольжения, повреждались и относительно быстро выходили из строя. Причем в большинстве случаев они не обеспечивали выход на режим жидкостного трения. Анализ показал, что причиной неудовлетворительной работоспособности является деформация неметаллических вкладышей под действием внешних нагрузок, ведущая к искажению формы зазора, ухудшению условий входа смазки в зону трения и, как следствие, к обеднению смазки, быстрому износу и разрушению неметаллических подшипников скольжения.

Существенным недостатком ряда полимерных подшипников является нестабильность геометрических размеров под воздействием смазочных сред и температуры.

В результате анализа [1] было установлено, что неметаллические подшипники скольжения оказываются работоспособными при зазорах значительно больших, чем это принято для жестких металлических подшипников скольжения.

Возникла необходимость при проектировании неметаллических подшипников скольжения учитывать их упругие характеристики и влияние деформаций на форму зазора и грузоподъемность подшипника.

В результате всесторонних и глубоких исследований [2], [3], [4], [5], [6], [7], проведенных в 1960-1970 годах в Куйбышевском авиационном институте (ныне Самарский Государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева, СГАУ), была установлена взаимосвязь между начальной геометрией, упругими деформациями трущихся пар, гидродинамическими давлениями в зоне трения, толщиной смазочного слоя и температурой в упругодеформирующихся неметаллических подшипниках скольжения.

На базе этих исследований была разработана новая контактно-гидродинамическая теория смазки и получены методы проектирования и расчета упругодеформирующихся неметаллических подшипников скольжения, а также подшипников качения, зубчатых передач и других деталей с учетом эластоэффекта.

При проектировании новых машин, двигателей, гидрогенераторов и турбин приобрели особую актуальность проблемы снижения уровня вибраций, компенсации перекосов гибких валов относительно подшипников, повышения пусковой и режимной работоспособности, грузоподъемности и износостойкости опор скольжения.

В связи с тем, что во многих случаях традиционные материалы: бронза, баббит и даже полимеры не отвечали требованиям эксплуатации, исследователи и конструкторы искали новые материалы и конструкции [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], позволяющие создавать опоры скольжения, удовлетворяющие этим возросшим требованиям (см. Приложение № 1).

Данная работа посвящена решению актуальных и важных проблем, возникших в начале 60-х годов перед энергетикой:

- проблеме повышения прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения энергетических установок гидравлических и тепловых электростанций;

- проблеме увеличения мобильности ГЭС и, следовательно, повышению защиты крупных кольцевых энергосистем от перегрузок и повреждений, повышению их эффективности;

- проблеме создания прочных и работоспособных опор скольжения для реверсивных подпятников гидрогенераторов-двигателей гидроакку-мулирующих электростанций, в частности Загорской Г АЭС;

- проблеме создания прочных и работоспособных опор скольжения для подпятников проектирующихся гидроагрегатов крупных ГЭС Сибири с нагрузкой на подпятник 60-70 МН и единичной мощностью 1 МВт;

- проблеме создания работоспособных опор скольжения, смазываемых водой вместо масла, для турбогенераторов тепловых электростанций.

Выводы

1. Полученные результаты длительных натурных испытаний ЭМП подшипников скольжения на турбогенераторе К100-90 мощностью 100000 КВт на Славянской ГРЭС и на питательном насосе ПЭН-11 Безымянской ТЭЦ ОАО «Самараэнерго» впервые в мировой практике доказали реальную высокую работоспособность и надежность новых подшипников скольжения, смазываемых водой вместо минеральных и синтетических масел.

2. Высокая работоспособность и надежность ЭМП подшипников скольжения, смазываемых водой, при высоких удельных нагрузках достигаются за счет эластоэффекта приводящего к изменению формы зазора в зоне трения, и такая форма зазора обеспечивает работу подшипников в условиях чисто жидкостного гидродинамического трения, которое недостижимо в жестких баббитовых подшипниках скольжения, смазываемых столь маловязкой жидкостью, как вода.

3. Уровень горизонтальных и вертикальных вибраций составляет 35-40 мкм, а виброскорость - менее 4,5 мм/с, что удовлетворяет нормам ПТЭ теплотехнического оборудования на существующих тепловых электростанциях России.

4. Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла приводит к уменьшению потерь мощности на трение в 5-7 раз. Учитывая, что в турбогенераторах, подшипники которых смазываются маслом, потери мощности на трение в подшипниках скольжения составляют 0,2%, уменьшение потерь мощности на трения в 5-7 раз приведет к увеличению КПД турбогенераторов на 0,15-0,18 %.

5. Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла обеспечит резкое снижение пожароопасности тепловых электростанций.

6. Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла значительно улучшит экологию тепловых электростанций.

7. Переход на смазку подшипников скольжения водой вместо масла обеспечит существенное снижение затрат на эксплуатацию за счет исключения расходов на приобретение большого количества минеральных и синтетических масел.

8. Полученные результаты в данной работе имеют научно-технический приоритет, утвержденный патентом на изобретение «Турбогенератор», патент № 2186225 от 07.08.2000 г. [88].

9. Данная работа открыла реальную перспективу создания в России и в мире турбогенераторов нового поколения, работающих без минеральных и синтетических масел, для тепловых электростанций.

10. Актуальность проблемы, решаемой в данной работе, подтверждена РАО «ЕЭС России», принявшим решение о расширении данных исследований по программе ОНТП 0.04 «Новая техника и технологии в теплоэнергетике», пункт 01.02.01. «Разработка подшипников паровых турбин на водяной смазке в течение 2000 - 2005 гг.». Однако эта программа не реализована ввиду отсутствия финансирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение для энергетики нашей страны - повышение прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения энергетических установок гидравлических и тепловых электростанций, обеспечивающих безаварийную работу подпятников гидроагрегатов ГЭС, увеличение мобильности ГЭС за счет применения новых композитных ЭМП опор скольжения, создаваемых на основе разработанных новых методов расчета и проектирования опор с заданными характеристиками.

В результате данной работы:

1. Проведен обзор существующего состояния вопроса и рассмотрены теоретические и экспериментальные работы ведущих ученых и специалистов, посвященные методам проектирования и расчета, а также средствам обеспечения прочности, работоспособности и долговечности опор скольжения.

2. Разработаны модели работы опор скольжения и выполнены исследования динамической напряженности опор скольжения различных конструкций, работающих при пусках и остановках роторов под нагрузкой и в установившемся режиме работы энергетических установок.

3. Разработаны методы проектирования и технологии изготовления опор скольжения повышенной прочности, работоспособности и долговечности. Эти методы заключаются в снижении местных контактных и гидродинамических давлений, обусловленных возросшими удельными нагрузками в существующих и проектирующихся энергетических установках. Это достигнуто путем применения композитных антифрикционных материалов с уменьшенным модулем упругости (увеличенной податливостью), а также посредством создания эластичного металлопластмассового (упругодеформирующегося) антифрикционного покрытия для опор скольжения роторов энергетических установок.

4. Впервые проведены исследования упругодеформирующихся неметаллических подшипников скольжения гидродинамического жидкостного трения, разработана модель их работы, математическая модель для решения контактногидродинамической задачи, созданы методы расчетов, учитывающие влияние упругих деформаций поверхностей трения на форму зазора, несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность опор скольжения, их прочность, работоспособность. Проведены экспериментальные исследования с непрерывным по окружности измерением толщины смазочного слоя в зоне трения, гидродинамических давлений и температуры на поверхности трения в локальных точках в окружном направлении, коэффициента трения и сравнительного износа баббитовых и новых ЭМП опор скольжения при динамике запрограммированного по времени изменения частоты вращения при пусках и остановках под нагрузкой. Эти исследования доказали достоверность и точность разработанных на основании контактно-гидродинамической теории смазки методов расчета и проектирования упругодеформирующихся опор скольжения.

5. Впервые получено аналитическое решение эластогидродинамической задачи для плоских поверхностей ЭМП сегментов подпятников, доказавшее в общем виде влияние упругих деформаций поверхностей трения на грузоподъемность и, в связи с этим, необходимость применения новой макрогеометрии ЭМП сегментов, позволяющей обеспечить оптимальную форму зазора при максимальной несущей способности смазочного слоя и исключить возникновение установленного в данной работе отрицательного явления - угловых автоколебаний самоустанавливающихся ЭМП сегментов.

6. Впервые в практике отечественного и зарубежного машиностроения разработаны и созданы конструкции ЭМП опор скольжения с новой макрогеометрией, полученной на основании теоретических расчетов, для подпятников гидроагрегатов действующих ГЭС: Волжской ГЭС им. В.И. Ленина, Саратовской, Братской, Усть-Илимской, Плявиньской, Иркутской, Саяно-Шушенской и Загорской гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС). Проведены их натурные испытания, доказавшие, что по сравнению с традиционно применяющимися баббитовыми опорами скольжения новые ЭМП опоры скольжения обладают более высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью при штатных нагрузках и при удельной нагрузке 10 МПа на гидроагрегате № 8 волжской ГЭС им. В.И. Ленина и 10,6 МПа на гидроагрегате №12 Братской ГЭС, что подтверждено актами внедрения. Научно-технический приоритет новых ЭМП опор скольжения подтвержден пятью авторскими свидетельствами на изобретения СССР. Это уникальное достижение открыло реальную перспективу создания подпятников для сверхмощных гидроагрегатов нового поколения с единичной мощностью 1000 МВт и нагрузкой на подпятник 60-70 МН.

7. Впервые в практике отечественного и зарубежного машиностроения разработана технология изготовления новых радиальных и осевых ЭМП опор скольжения, позволяющая создавать опоры скольжения с наперед заданными на основании расчетов физико-механическими характеристиками, научно-технический приоритет которой подтвержден двумя авторскими свидетельствами на изобретения СССР, двумя патентами РФ, а также шестью зарубежными патентами. На базе разработанной технологии по приказу МИНЭНЕРГО СССР № 211а от 29.09.1981 г. на Чебоксарском опытно-экспериментальном заводе «ЭНЕРГОЗАП-ЧАСТЬ» создано уникальное промышленное производство радиальных и осевых ЭМП опор скольжения, позволившее оснастить ЭМП опорами скольжения гидроагрегаты всех отечественных и многих зарубежных гидроэлектростанций, а также энергетические установки отечественных тепловых электростанций, что обеспечило радикальное увеличение прочности, работоспособности и долговечности гидроагрегатов, резко увеличило мобильность ГЭС в целом и внесло значительный вклад в развитие энергетики и экономики страны, возвысило престиж отечественной науки и техники на международном уровне.

Данное производство работает и в настоящее время и поставило ЭМП опоры скольжения в 35 зарубежных стран.

8. Впервые разработаны конструкции ЭМП сегментов с нулевым эксцентриситетом для реверсивных подпятников генераторов-двигателей Загорской гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) и проведены их натурные испытания при удельной нагрузке 6,0 МПа, превышающей на 10 % удельные нагрузки, имеющие место в подпятниках самых мощных гидроагрегатов крупнейших отечественных ГЭС. Испытания подтвердили высокую прочность, работоспособность и долговечность новых ЭМП сегментов при неоднократно изменяющейся в течение суток динамике их работы в прямом и реверсивном режимах работы гидроагрегатов, в установившихся режимах работы и, что особенно важно, при резкой динамике нагрузок при пусках и остановках гидроагрегатов, а также позволило упростить конструкцию самих подпятников за счет исключения из проекта сложной, громоздкой, дорогостоящей и недостаточно надежной системы непосредственного впрыска (ПСП).

9. Впервые выполнено исследование работоспособности ЭМП опор скольжения при повышенной температуре масла в ванне подпятника до + 60 °С путем проведения теоретических исследований и натурных испытаний на гидроагрегатах ст. № 3 и № 6 Волжской ГЭС им. В.И. Ленина. Выполненное исследование доказало, что новые ЭМП опоры скольжения при указанной температуре масла в ванне подпятника обладают более высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью по сравнению с традиционно применяющимися баббитовыми опорами скольжения при длительной работе гидроагрегата и, что особенно важно при резких изменениях нагрузок при пусках и остановках гидроагрегатов. Это достижение открыло весьма важную перспективу увеличения КПД гидроагрегатов за счет резкого уменьшения потерь на трение в подпятниках, что приводит к увеличению генерирующей мощности крупных ГЭС с большим экономическим эффектом. На базе выполненных исследований ОАО «ГидроОГК» в 2007 г. сформулировало новую концепцию отрасли - «Повышение генерирующей мощности крупных ГЭС», рассмотрение которой состоялось 30.10.2007 г. на заседании секции НТС ОАО «ГидроОГК» по гидротурбинному и гидромеханическому оборудованию.

10. Впервые в практике отечественных тепловых электростанций выполнено теоретическое исследование крупногабаритных ЭМП опор скольжения при смазке водой вместо масла и экспериментальное исследование путем проведения стендовых и, что особенно важно, натурных испытаний на крупном мощном турбогенераторе К100-90 Славянской ГРЭС. Выполненные исследования показали, что новые ЭМП опоры скольжения при удельной нагрузке 3,5 МПа и при смазке водой обладают высокой прочностью, работоспособностью и долговечностью - как при установившемся режиме турбогенератора, так и при изменяющейся динамической нагрузке при пусках и остановках турбогенератора без срыва и со срывом вакуума. Кроме того проведенные исследования показали, что динамическая вибронапряженность ЭМП опор скольжения, смазываемых водой, находится в пределах установленных правилами технической эксплуатации (ПТЭ) норм для тепловых электростанций.

Достигнутые результаты подтверждены актами натурных испытаний и открыли реальную перспективу реконструкции турбогенераторов и вспомогательного оборудования действующих тепловых электростанций и создания турбогенераторов нового поколения, работающих без применения минеральных горючих масел, что обеспечит резкое снижение пожароопасности, увеличение КПД на (0,15-0,18) %, улучшение экологии, снижение расходов на приобретение минеральных либо синтетических масел.

Актуальность этой крупной и острой проблемы, решённой в диссертационной работе, подтверждена РАО «ЕЭС России», принявшим решение о расширении данных исследований по утвержденной программе ОНТП 0.04 «Новая техника и технологии в теплоэнергетике» (пункт 01.02.01 «Разработка подшипников паровых турбин на водяной смазке в течение 20002005 гг.).

11. Впервые разработаны методы определения координат центра гидродинамических давлений (МОКЦГД) в окружном и радиальном направлении в самоустанавливающихся ЭМП сегментах с учетом податливости ЭМП покрытия, позволяющие проектировать и устанавливать ЭМП сегменты в подпятниках гидроагрегатов с оптимальным окружным и радиальным эксцентриситетом, обеспечивающим наибольшую грузоподъемность, прочность и долговечность за счет исключения перекоса ЭМП сегментов относительно зеркала пяты в радиальной плоскости и создания формы зазора в окружном направлении, обеспечивающей наибольшую несущую способность смазочного слоя и грузоподъемность сегментов. Научно-технический приоритет метода утвержден патентом РФ № 2262013 от 10.10.2005 г.

12. Впервые определена макрогеометрия, разработаны конструкции ЭМП сегментов с датчиками измерения рабочих параметров, изготовлены опытные комплекты ЭМП сегментов для зарубежных ГЭС, в частности для трех крупных ГЭС Китая: Лун-Ян Ся, ГЭ Джоуба, Да Хуа, - и проведены натурные испытания, обеспечившие многочисленные крупные международные контракты на поставку из России уникальных ЭМП опор скольжения, превосходящих все применявшиеся на зарубежных ГЭС опоры скольжения, что, естественно, подтвердило признание престижа отечественной науки и техники на международном уровне.

13. Теоретически и экспериментально определены рациональные режимы торможения роторов вертикальных энергетических установок ГЭС, обеспечивающие работу ЭМП опор скольжения без повреждения при смазке маслом «Турбинное-30» при удельной нагрузке до 6,5 МПа и снижающие износ тормозных колодок в 16-30 раз.

14. Впервые на базе теоретических расчетов с применением способа установки сегментов по патенту РФ № 2262013 и проведенных натурных испытаний на Жигулевской ГЭС в 2008 г. пять гидроагрегатов этой ГЭС переведены на новый режим торможения с включением в работу системы торможения при частоте вращения ротора, составляющей 5 % от номинальной частоты вращения в отличие от штатной частоты вращения, составляющей 20 % от номинальной частоты вращения, что обеспечило резкое уменьшение износа тормозных колодок в 16-30 раз и привело к уменьшению загрязнения помещения подпятника и машинного зала продуктами износа тормозных колодок (улучшение экологии), поверхностей охладителей, статора и ротора, что привело к улучшению охлаждения, повышению КПД, сокращению расходов на очистку гидроагрегатов и на приобретение новых тормозных колодок, что подтверждено технической справкой руководства Жигулевской ГЭС от 06.06.2008 г.

Внедрение идей и разработок данной диссертации подтверждено Приложениями №№ 10, 43.

1. Ратнер С.Б. Проверка применимости гидродинамической теории смазки к трению полимерных материалов. Теория смазочного действия и новые материалы АН СССР. М.: Наука, 1965. - С. 26-30.

2. Коднир Д.С. Контактно-гидродинамическая теория смазки. Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР, Куйбышевский авиационный институт. Куйбышев, 1963. - С. 25-36; 37-43; 72-84; 104-144.

3. Коднир Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин. -М.: Машиностроение, 1976. С.29-50; 69-75; 159-180.

4. Байбородов Ю.И. Измерение температуры смазки неметаллического подшипника скольжения // Вестник машиностроения. 1965. - № 1. -С. 45-47.

5. Коднир Д.С., Байбородов Ю.И. Определение толщины смазочного слоя, давлений и коэффициента трения в неметаллических подшипниках скольжения // Вестник машиностроения. 1965. - № 12. - С. 45-47.

6. Байбородов Ю.И. Исследование упруго-деформирующихся неметаллических подшипников скольжения жидкостного трения: Дис. на соиск. учён. ст. канд. тех. наук. Куйбышев, 1965. - С. 5-133.

7. Коднир Д.С., Байбородов Ю.И. Контактно-гидродинамический расчет неметаллических подшипников скольжения жидкостного трения // Вестник машиностроения. 1968 - № 3.

8. Лойцянский JI Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. -С. 3-847.

9. Слезкин H.A. Динамика вязкой несжимаемой жидкости. М.: Гостехиздат, 1955.-С. 3-519.

10. Слезкин H.A. О качении цилиндра по плоскости, покрытой слоем вязкого вещества. "ДАН СССР. Новая серия", 1946, т. 52, № 7. - С. 577-580.

11. Коровчинский М.Г. О некоторых вопросах эластореологии, имеющих приложение в теории трения. В кн. "Новое о смазке в машинах". -М.: Наука, 1964. С.68-165.

12. Коднир Д.С., Куликов Б. Д., Пиковский A.M. Контактно-гидродинамический расчет долговечности высокоскоростных роликовых подшипников // Вестник машиностроения. 1967. - № 8. - С. 31-35.

13. Александров А.Е. Подпятники гидроагрегатов.-М.:Энергия, 1975-С.З

14. Коднир Д.С. Контактно-гидродинамическая теория смазки применительно к деталям машин. Применение контактно-гидродинамической теории смазки к исследованию деталей машин //Труды

15. Куйбышевского авиационного института им. С.П.Королева /КуАИ. 1969. -Вып. 40.-С. 5-41.

16. Коровчинский М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. М.: Машгиз, 1959. - С. 3-403.

17. Алыниц И.Я., Анисимов Н.Ф., Благов Б.Н. Проектирование деталей из пластмасс. Справочник. М.: Машиностроение, 1969. - с. 167-171.

18. Кестельман Н.Я., Кестельман Г.Н. Номограммы по расчету и конструированию пластмассовых деталей машин. М.: Машиностроение, 1970.-С. 44-49.

19. Семенов А.П. Подшипники скольжения.-М.: НИИМАШД969.-С. 39.

20. A.C. № 186225 СССР. Кл. 47в 9 МПК F06C. Трехслойный подшипник скольжения / Сойфер А.М., Коднир Д.С., Байбородов Ю.И.; заявлено 22.12.63. Опубл. 12.09.66 г. Бюл. 18 за 1966 г.

21. A.C. 193230 СССР. Кл. 47в МПК F06C. Вкладыш подшипника скольжения / Ю.И. Байбородов; заявлено 10.10.66. Опубл. 12.09.69 г.

22. A.C. № 136608 СССР. Упруго-деформирующийся материал / Сойфер А.М., Бузицкий В.Н., Першин В.А.

23. Подшипники жидкостного трения прокатных станов / Л.В. Абанов И.Я. Алыпиц и др. М.: Машгиз, 1955. - С. 43-47.

24. Байбородов Ю.И. Применение материала МР в опорах скольжения / Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов, КуАИ, выпуск 1 (68). Куйбышев, 1975. - с 88-94.

25. Испытание на износ баббитовых и эластичных подшипников скольжения в условиях пусков под нагрузкой; Отчет о НИР / Куйбышевский авиационный институт (КуАИ); Руководитель Байбородов Ю.И.; лаборатория № 1; инв. № 1 А/6506 Куйбышев, 1964.

26. Определение износа баббитовых и эластичных подшипников скольжения методом искусственных баз; Отчет о НИР / КуАИ; Руководитель Байбородов Ю.И.; лаборатория № 1; инв. № 1 А/6606 Куйбышев, 1964.

27. Хрущев М.М., Беркович Е.С. Определение износа деталей машин методом искусственных баз. М.: Издательство АН СССР, 1959. - С. 3-15.

28. Платонов В.Ф. Подшипники из полиамидов. М.: Машгиз, 1961. -С. 38-45.

29. Крагельский И.В., Алисин B.B. Расчет интенсивности изнашивания материалов. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Книга 1. -М.: Машиностроение, 1978. С. 84-97.

30. Сойфер A.M., Коднир Д.С., Байбородов Ю.И. Эластичный подшипник скольжения на основе упругодемпфирующего материала «МР» в сочетании с фторопластом // Известия высших учебных заведений. -М.: Машиностроение, 1965. С. 67-69.

31. A.C. № 273081 СССР. (51)М Кл2 F16C 17/08.Подпятник / Байбородов Ю.И., Данильченко А.И.; заявлено 31.03.69. Опубл. 15.11.79 г. Бюл. 42 за 1979 г.

32. A.C. № 649898 СССР. (51)М Кл2 F16C 17/08. Упругий самоустанавливающийся сегмент подшипника/Байбородов Ю.И., Коднир Д.С., Савинов А.П. и др.; заявлено 22.12.76. Опубл. 28.02.79 г. Бюл. 8 за 1979 г.

33. A.C. № 273081 СССР. (51)М Кл2 F16C 17/08.Подпятник / Байбородов Ю.И., Данильченко А.И.; заявлено 31.03.69. Опубл. 15.11.79 г. Бюл. 42 за 1979 г.

34. A.C. 354185 СССР. Кл. 47в МПК F06C. Опора скольжения / Ю.И. Байбородов; опубл. 09.10.72 г. Бюл. 30 за 1972 г.

35. Технический отчет по результатам натурных исследований подпятника гидроагрегата № 20 Волжской ГЭС имени

36. B.И. Ленина / Александров А.Е. и др. // М.: ОРГРЭС, 1970.

37. Разработка и изготовление опытных подшипников скольжения на основе материала MP для редуктора / Байбородов Ю.И., Коднир Д.С. и др. Отчет о НИР // КуАИ, лаборатория № 1; № 1 А/6501 Куйбышев, 1964.

38. Чернавский С.А. Подшипники скольжения. М.: Машгиз, 1964.1. C. 68-97.

39. Байбородов Ю.И. Эластоэффект в подшипниках скольжения / «Гидродинамическая теория смазки 120 лет»: Труды международного симпозиума в 2 томах. - М.: Машиностроение-1, Орёл: Орёл ГТУ, 2006.

40. Орлов П.И. Основы конструирования. Т.2. М.: Машиностроение, 1988.

41. Коднир Д.С., Жильников Е.П., Байбородов Ю.И. Эластогидроди-намический расчёт деталей машин. М.: МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1988. -С. 24-26; 125- 134; 151-157.

42. Тукмаков В.П. Снижение потерь мощности в подпятниках гидроагрегатов оптимизацией параметров эластичных сегментов: Дис. на соиск. учён. ст. канд. тех. наук. Самара-Челябинск, 1994.

43. Патент РФ № 2262013, F 16 С 17/08. Способ установки сегментов в подпятниках гидроагрегатов / Ю.И. Байбородов, Ю.А. Инцин (РФ). -Опубликовано БИ№28, 10.10.2005.

44. Подшипники скольжения. Расчет, проектирование, смазка / Н.Типей, Р.Н.Константинеску, Ал.Ника и др. Бухарест: Издательство Академии Наук, Румынской Народной Республики, 1964. - С. 35-47.

45. Паргин Д.П. Метод расчета деформаций подушек подпятника. Развитие гидродинамической теории смазки применительно к упорным подшипникам скольжения. М.: АН СССР Институт машиноведения, 1959. -С. 104-115, 333.

46. Байбородов Ю.И., Коднир Д.С. Исследование служебных свойств тяжелонагруженных эластичных сегментов в подпятнике гидрогенератора № 8 Волжской ГЭС имени В.И. Ленина. Куйбышев: КуАИ, 1977. - С. 59.

47. Разработка и исследование эластичных металлопластмассовых сегментов для подпятника гидрогенератора Саратовской ГЭС им. Ленинского Комсомола /Байбородов Ю.И., Коднир Д.С. и др. // Отчет № 1 А/7813 НИГ АП лаборатории № 1, КуАИ, 1978. С. 3-88.

48. Результаты натурных испытаний подпятника гидроагрегата Братской ГЭС с эластичными металлопластмассовыми сегментами/ Байбородов Ю.И., Терещенко A.B., Александров А.Е. и др.// Гидротехническое строительство. -1982.-№6.- С. 42-44.

49. Байбородов Ю.И., Котов В.А., Селивановский Ю.М. Акустическая эффективность эластичных металлопластмассовых подшипников // Материалы научно-технической конференции КуАИ, 1970.

50. Байбородов Ю.И. Опыт создания эластичных металлопластмассовых сегментов подпятников гидроагрегатов Саяно-Шушенской и Майнской ГЭС / Всесоюзное совещание по строительству Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса. 1986.

51. A.C. № 1321958 СССР. Способ изготовления упруго-демпфирующегося антифрикционного покрытия подпятника / Байбородов Ю.И., Ежов А.Н., Коднир Д.С. и др.

52. A.C. № 1352103 СССР. Способ изготовления упруго-демпфирующегося покрытия подпятника / Байбородов Ю.И., Литвинов Е.В., Маненков Ю.А. и др.

53. Парамонов Г.А. История создания и опыт внедрения ЭМП опор скольжения // Гидроэнергетическое строительство. 2006. - № 2.

54. Парамонов Г.А. Реконструкция опорных подшипников капсульных гидроагрегатов ГЭС Аль-Баас в Сирии // Гидроэнергетическое строительство. 2006. - № 2.

55. Патент № 477003 США. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В.А., Литвинов Е.В. и др.

56. Патент № 8507251 Бразилия. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В.А., Литвинов Е.В. и др.

57. Патент № 234872 Аргентина. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В.А., Литвинов Е.В. и др.

58. Патент № 1204198 Италия. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В .А., Литвинов Е.В. и др.

59. Патент № 2188106 Великобритания. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В.А., Литвинов Е.В. и др.

60. Патент № 263612 ЧССР. Способ изготовления упруго-демпфирующего антифрикционного покрытия подпятника / Байборо-дов Ю.И., Морсков В.А., Литвинов Е.В. и др.

61. Домбровский В.В. Проектирование гидроагрегатов. Часть 2. -Л.: Энергия, 1968.-С. 364.

62. Байбородов Ю.И. Определение износа эластичных металлопластмассовых и баббитовых подшипников скольжения в условиях частых пусков и остановок // Известия самарского научного центра РАН. -2007. Т. 9 № 3 - С. 712-715.

63. Байбородов Ю.И. Натурные испытания эластичных метало-пластмассовых сегментов тяжелонагруженных подпятников гидроагрегатов ГЭС // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2008. - № 5. - С. 78-85.

64. О. Рубан. Подшипниковая революция // Эксперт. 2002. - № 4(311).-С. 46-49.

65. Байбородов Ю.И. Уменьшение потерь мощности на трение в подпятниках гидроагрегатов Волжской ГЭС им. В.И. Ленина / 4-я Всесоюзная конференция "Контактная гидродинамика", Куйбышев, КуАИ. -1986 г.

66. Линейный преобразователь емкость-частота/А.С. Брятов, Ю.А. Инцин, Б.Я. Лихтциндер и др.// Измерительная техника. 1975. - № 5. -С. 67-69.

67. А.С. 1150490 СССР, в 01 Г23/26. Топливомер/Р.П. Денисов, Ю.А. Инцин, А.А. Исаев (РФ). № 3617592/24-10; 11.07.83; опубл. 15.04.85. Бюл. № 14//Открытия. Изобретения. - 1985. - № 14.

68. Инцин Ю.А. Частотные преобразователи параметров электрических цепей с автоматической коррекцией погрешности преобразования для систем контроля и управления: Дис. на соиск. учён. ст. канд. тех. наук. Куйбышев, 1986.- 181 с.

69. Патент 4-13646 Япония, в 01 Г23/26. Устройство для определения уровня жидкости/Ниппон дэмпа К.К.; №6-342; заявлено 10.03.92; опубл. РЖ ИСМ 82-18-93. ТОККЁ КОХО.

70. Патент 217549 Российская федерация, О 01 Г23/26. Электроемкостный уровнемер/Ю.А. Инцин, А.Ю. Инцин, А.К. Козлов (РФ) -№ 2000104757/28; заявлено 28.02.2000; опубл. 21.01.2002. Бюл. №2//Изобретения. Полезные модели. 2002. - № 2.

71. Патент 222790 Российская Федерация, в 01 Г23/26. Электроемкостный уровнемер/Ю.А. Инцин, А.Ю. Инцин, А.К. Козлов (РФ) -№ 2002121791; заявлено 07.08.2002; опубл. 27.04.2004. Бюл. № 12//Изобретения. Полезные модели. 2004. - № 12.

72. Разработка и испытание шумоглушащих эластичных метало-пластмассовых подшипников скольжения; Отчет о НИР / Куйбышевский авиационный институт (КуАИ); Руководитель Байбородов Ю.И.; лаборатория № 1; инв. № 1 А/6702 Куйбышев, 1967.

73. Патент 2262013 С1 (51) 7 П6С 17/08 «Способ установки сегментов в подпятниках гидроагрегатов» / Ю.И. Байбородов, Ю.А. Инцин, В.А.Хуртин, А.В. Игнатушин, Д.А. Борисов, заявлено 02.02.2004 г. 2004103011/11, опубл. 10.10.2005 Бюл. 28.

74. Патент № 2186225 РФ. С2 (51) 7Р0Ш 25/18 Турбогенератор / Ю.И. Байбородов, Ю.А.Инцин, Н.П.Милютин и др.; заявлено 07.08.2000 г. Опубл. 27.07.2002 г. Бюл. 21 за 2002 г.

75. Байбородов Ю.И., Инцин Ю.А. Динамика износа тормозных колодок мощных гидроагрегатов крупных ГЭС.// Трение, смазка в машинах и механизмах./ М.: Машиностроение. 2008,- № 8. - С. 3-8.

76. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имениакадемика С.П. Королёва1. На правах рукописи