Performance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearings

but.committeedoc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc. (člen) Ing. Milan Omasta, Ph.D. (člen) prof.Dr.Michel Fillon (člen) dr.hab.inž. Michal Wodtke (člen)cs
but.defenceDP splňuje požadavky plynoucí z § 47 Zákona č.111/1998 Sb. Zákona o vysokých školách a o změně a doplnění zákonů a z článku 42 Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně. Obsahuje původní výsledky uveřejněné mj. ve třech článcích v impaktovaném časopise.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programStroje a zařízenícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorSvoboda, Petren
dc.contributor.authorMichalec, Michalen
dc.contributor.refereeWodtke, Michalen
dc.contributor.refereeFillon, Michelen
dc.date.accessioned2024-04-24T08:46:43Z
dc.date.available2024-04-24T08:46:43Z
dc.date.createdcs
dc.description.abstractTáto dizertačná práca sa zaoberá experimentálnym a numerickým štúdiom veľkorozmerných hydrostatických ložísk. Takéto ložiská sa používajú na presné a plynulé polohovanie veľkých konštrukcií, pretože klzné plochy ložiska sú úplne oddelené externe tlakovaným mazacím filmom. Od jeho prvého oficiálneho predstavenia v roku 1852 prebehol rozsiahly výskum na zlepšenie výkonnosti. Napriek tomu sa výskumníci primárne zameriavali na hydrostatické ložiská malých rozmerov, zatiaľ čo len veľmi malá časť výskumu sa zameriavala na väčšie rozmery tohto typu ložísk. V takýchto prípadoch vznikajú úplne iné výzvy, ktoré sú spojené s vyššou energetickou náročnosťou, výrobou dielov ložísk, dopravou a montážou. Výrobné chyby, nesprávne zarovnanie ložísk alebo neoptimálna konštrukcia môžu zhoršiť výkonnosť ložiska, čo môže viesť až k jeho poruche. Cieľom tejto dizertačnej práce je predstaviť vylepšenia výkonu a bezpečnosti do rozsiahlej metodiky návrhu hydrostatických ložísk. Zlepšenie výkonu ložiska sa vykonáva pomocou numerického modelu oblasti tekutiny, ktorý je overený pomocou experimentálnych a teoretických údajov. Táto štúdia predstavuje úplne nový prístup založený na nezávislej optimalizácii viacerých geometrických parametrov hydrostatickej ložiskovej kapsy. Zlepšenie bezpečnosti sa vykonáva čisto experimentálne. Pozornosť je zameraná na nesúosovosť klzných plôch kapsy a bežca a ich vplyv na výkon ložísk. Okrem toho je skúmaná schopnosť samo-vyrovnávania podložky s použitím poddajnej podstavy. Experimentálna časť bola vykonaná pomocou testovania hydrostatického ložiska pozostávajúceho z dvoch káps s plnou diagnostikou. Ako ukazujú výsledky, navrhovaná metodika optimalizácie geometrických parametrov hydrostatického ložiska môže zlepšiť výkon ložiska až o 20 %. Skúmanie vplyvov nesúosovosti na výkonnosť ložiska ukazuje určitý rozsah, v rámci ktorého môže ložisko stále bezpečne fungovať, zatiaľ čo poddajná podpora môže tento rozsah ešte predĺžiť. Táto štúdia predstavuje originálny výskum rozširujúci poznatky o rozsiahlych hydrostatických ložiskových systémoch smerom k lepšiemu výkonu a vyššej bezpečnosti.en
dc.description.abstractThis dissertation thesis deals with the experimental and numerical study of large-scale hydrostatic bearings. Such bearings are used to carry and manipulate large structures precisely and smoothly, as the sliding surfaces of the bearing are completely separated by an externally pressurized lubricating film. Since its first official introduction in 1852, extensive research has been conducted on performance improvement. Nonetheless, the researchers primarily focused on hydrostatic bearings of small sizes, while very little research focused on larger dimensions of this type of bearing. In such cases, completely different challenges arise, which are connected with higher energetic demands, the bearing parts manufacturability, transportation and assembly. Manufacturing errors, improper bearing alignment or non-optimal design can worsen the bearing performance, and even cause its malfunction. This thesis aims to introduce performance and safety improvements into large-scale hydrostatic bearing design methodology. The bearing performance improvement is performed using a numerical model of the fluid domain that is validated using experimental and theoretical data. This study presents a completely new approach based on optimizing multiple geometric parameters of the hydrostatic bearing pad independently. The safety improvement is performed purely experimentally. The attention is aimed at pad and slider misalignment, and their influence on the bearing performance. Moreover, the self-aligning ability of the pad using compliant support is examined. The experimental part was carried out using testing hydrostatic bearing consisting of two pads with full diagnostics. As the results indicate, the proposed optimization methodology of geometric parameters of a hydrostatic bearing can improve the bearing performance by as much as 20 %. The investigation of misalignment effects on the performance shows certain range, within the bearing can still operate safely, while compliant support can extend this range. This study presents original research expanding the knowledge of large-scale hydrostatic bearing systems towards better performance and higher safety.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationMICHALEC, M. Performance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearings [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. .cs
dc.identifier.other154769cs
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11012/245313
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjecthydrostatické mazanieen
dc.subjectoptimalizácia konštrukcieen
dc.subjectmontážne chybyen
dc.subjectnesúososťen
dc.subjectpoddajná podstavaen
dc.subjecthydrostatic lubricationcs
dc.subjectdesign optimizationcs
dc.subjectassembly errorscs
dc.subjectmisalignmentcs
dc.subjectcompliant supportcs
dc.titlePerformance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearingsen
dc.title.alternativePerformance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearingscs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.modified2024-04-10-14:03:44cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid154769en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2024.04.24 10:46:43en
sync.item.modts2024.04.11 05:12:56en
thesis.disciplineKonstrukční a procesní inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav konstruovánícs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
9.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
2.21 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file thesis-1.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-doc. Ing. Petr Svoboda Ph.D._bez podpisu.pdf
Size:
163.92 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Vedouci prace-doc. Ing. Petr Svoboda Ph.D._bez podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-dr hab. inz. Michal Wodtke_bez podpisu.pdf
Size:
213.26 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-dr hab. inz. Michal Wodtke_bez podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Prof. Dr. Michel Fillon_bez podpisu.pdf
Size:
133.41 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file Posudek-Oponent prace-Prof. Dr. Michel Fillon_bez podpisu.pdf
Collections