Modellazione termo-elasto-idrodinamica di un cuscinetto reggispinta a film d'olio

The dynamical behaviour of hydrodynamic bearings is an important field of study since these components affect the dynamical stability of rotating machineries on which they are installed. In this work, a thermal-elastic-hydrodynamic finite element model of a thrust bearing has been implemented by means of a multiphysics element finite software. This model allows to simulate all the phenomena involved in the functioning of a thrust bearing with tilting pads. The model has been validated by comparing its results with the experimental ones proposed in literature. The axial stiffness of the thrust bearing has been also calculated for different operating conditions. Moreover the influence of the PTFE coating on the bearing performances have been evaluated and compared with those obtained for the babbit coating. A sensitivity analysis of the coating thickness on the thrust bearing behavior has been also performed.

Il comportamento meccanico dei cuscinetti a lubrificazione idrodinamica è un importante campo di studio dal momento che tali componenti influenzano la stabilità dinamica e la potenza dissipata delle macchine rotanti sulle quali sono installati. Per questo motivo, in questa tesi, è stato realizzato un modello numerico completo termo-elasto-idrodinamico (TEHD) in grado di simulare i vari fenomeni fisici e le loro interazioni, che intervengono nel funzionamento di un cuscinetto idrodinamico assiale a pattini oscillanti. Il modello è realizzato sfruttando le capacità di un software che applica il metodo degli elementi finiti per la risoluzione di problemi multifisici. Una volta validato, il modello numerico è stato utilizzato per la determinazione del coefficiente di rigidezza assiale del cuscinetto per studiare in modo più approfondito il comportamento dinamico di questi componenti. Successivamente si è valutata l'influenza del rivestimento in politetrafluoroetilene (PTFE) sulle prestazioni del cuscinetto confrontandole con quelle ottenute con il rivestimento in metallo bianco; infine si è analizzata l'influenza dello spessore del rivestimento in PTFE sulle prestazioni del cuscinetto idrodinamico assiale.