Specific aspects of hybrid bearings working at high rotational speeds: the influence of the recess pressure pattern

Laboratoire de Mécanique des Solides, UMR CNRS 6610, SP2MI, Bd Marie et Pierre Curie, BP 30179, 86962 Futuroscope Chasseneuil Cedex, France

Corresponding author: mihai.arghir@lms.univ-poitiers.fr

Received: 28 March 2003
Accepted: 6 February 2004

Abstract

Hydrostatic bearings working at high rotational speeds are usually designed as hybrid bearings. They benefit of a load carrying capacity at low or zero speed and of a reduced torque at high working regimes. Therefore they are provided with pockets or recesses fed via hydraulic restrictors. Modeling the flow in these pockets and its coupling with thin film in the bearing is not a straightforward task. Comparisons with experimental data have shown that the capacity of correctly predicting the bearing characteristics (mainly the dynamic coefficients) is influenced by the accurate modeling of the pressure pattern in the pockets. The present work presents typical recess pressure patterns and shows the way they can influence on the bearing characteristics.

Résumé

Les paliers hydrostatiques opérant à très hautes vitesses de rotation sont communément dénommés paliers hybrides (régime mixte hydrostatique/hydrodynamique). Ces paliers possèdent l'avantage de garantir une capacité de charge à vitesse nulle et bénéficient d'un couple de frottement fortement réduit dans des conditions de fonctionnement sévères. La contribution hydrostatique s'effectue par des alvéoles placées dans le coussinet et alimentées par l'intermédiaire de résistances hydrauliques (comme des capillaires ou des orifices). Une modélisation prenant en compte la nature complexe de l'écoulement dans une telle alvéole ainsi que le couplage avec la partie film mince du palier n'est pas une tâche simple. De plus, des comparaisons avec des données expérimentales ont prouvé que seule une analyse fine de la répartition de la pression dans une alvéole pouvait garantir l'obtention de résultats réalistes, notamment en termes de coefficients dynamiques. Ce travail présente des profils de pression typiques de paliers hybrides ainsi que la manière dont ils peuvent influencer les caractéristiques globales du palier.