SIST ISO 12130-1:2002

Plain bearings -- Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions -- Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings

The aim of ISO 12130 is to achieve designs of plain bearings that are reliable in operation by the application of a
calculation method for oil-lubricated hydrodynamic plain bearings with complete separation of the thrust collar and
plain bearing surfaces by a film of lubricant.
This part of ISO 12130 applies to plain thrust bearings with tilting-type sliding blocks (tilting pads), where a wedgeshaped
lubrication clearance gap is automatically formed during operation. The ratio of width to length of one pad
can be varied in the range B/L = 0,5 to 2.
The calculation method described in this part of ISO 12130 can be used for other gap shapes, e.g. parabolic
lubrication clearance gaps, as well as for other types of sliding blocks, e.g. circular sliding blocks, when for these
types the numerical solutions of Reynolds' differential equation are present. ISO 12130-2 gives only the
characteristic values for the plane wedge-shaped gap; the values are therefore not applicable to tilting pads with
axial support.
The calculation method serves for designing and optimizing plain thrust bearings e.g. for fans, gear units, pumps,
turbines, electric machines, compressors and machine tools. It is limited to steady-state conditions, i.e. load and
angular speed of all rotating parts are constant under continuous operating conditions.
This part of ISO 12130 is not applicable to heavily loaded tilting pad thrust bearings.

Paliers lisses -- Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant en régime stationnaire -- Partie 1: Calcul des butées à patins oscillants

L'objet de la présente partie de l'ISO 12130 est de réaliser des modèles de paliers lisses qui soient fiables en
fonctionnement par l'application d'une méthode de calcul pour les paliers lisses hydrodynamiques lubrifiés à l'huile
avec séparation complète du collet de butée et des surfaces du palier lisse par un film de lubrifiant.
La présente partie de l'ISO 12130 s'applique aux paliers de butée lisses à blocs coulissants de type oscillant
(patins oscillants), où un jeu de lubrification à coin se forme automatiquement en cours de fonctionnement. Le
rapport de la largeur sur la longueur d'un patin peut varier dans la plage B/L = 0,5 à 2.
La méthode de calcul décrite dans la présente partie de l'ISO 12130 peut être utilisée pour d'autres formes de jeu,
par exemple jeux de lubrification paraboliques, ainsi que pour d'autres types de blocs glissants, lorsqu'il existe des
résolutions numériques de l'équation différentielle de Reynolds pour ces types de formes. L'ISO 12130-2 donne
uniquement les valeurs caractéristiques pour un coin convergent simple. Les valeurs ne sont par conséquent pas
applicables aux patins oscillants à support axial.
La méthode de calcul permet de concevoir et d'optimiser les paliers de butée lisses, par exemple pour les
ventilateurs, groupes d'engrenages, pompes, turbines, machines électriques, compresseurs et machines-outils.
Elle se limite aux conditions de régime stationnaire, c'est-à-dire que la charge et la vitesse angulaire de toutes les
parties tournantes sont constantes dans des conditions de fonctionnement continu.
La présente partie de l'ISO 12130 ne s'applique pas aux butées à patins oscillants chargés lourdement.

Drsni ležaji - Hidrodinamični drsni samoprilagodljivi aksialni segmentni ležaji pri stacionarnih pogojih obratovanja - 1. del: Preračun samoprilagodljivih aksialnih segmentnih ležajev

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 30-Nov-2002
• Withdrawal Date: 01-Sep-2021
• ICS: 21.100.10 - Plain bearings
• Technical Committee: ISEL - Mechanical elements
• Current Stage: 9900 - Withdrawal (Adopted Project)
• Start Date: 02-Sep-2021
• Due Date: 25-Sep-2021
• Completion Date: 02-Sep-2021
• Ref Project: ISO 12130-1:2001 - Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions — Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings

Standards Content (Sample)

SLOVENSKI STANDARD
01-december-2002
'UVQLOHåDML+LGURGLQDPLþQLGUVQLVDPRSULODJRGOMLYLDNVLDOQLVHJPHQWQLOHåDMLSUL
VWDFLRQDUQLKSRJRMLKREUDWRYDQMDGHO3UHUDþXQVDPRSULODJRGOMLYLKDNVLDOQLK
VHJPHQWQLKOHåDMHY
Plain bearings -- Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state
conditions -- Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings
Paliers lisses -- Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant en régime
stationnaire -- Partie 1: Calcul des butées à patins oscillants
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 12130-1:2001
ICS:
21.100.10 Drsni ležaji Plain bearings
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12130-1
First edition
2001-11-15
Plain bearings — Hydrodynamic plain
tilting pad thrust bearings under
steady-state conditions —
Part 1:
Calculation of tilting pad thrust bearings
Paliers lisses — Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant
en régime stationnaire —
Partie 1: Calcul des butées à patins oscillants

Reference number
©
ISO 2001
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file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this
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that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.

©  ISO 2001
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body
in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2001 – All rights reserved

Contents Page
Foreword.iv
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Fundamentals, assumptions and premises.2
4 Symbols, terms and units.3
5 Calculation procedure.6
5.1 Loading operations .6
5.2 Coordinate of centre of pressure.7
5.3 Load-carrying capacity .7
5.4 Frictional power.9
5.5 Lubricant flow rate .9
5.6 Heat balance.10
5.7 Minimum lubricant film thickness and specific bearing load .13
5.8 Operating conditions .13
5.9 Further influence factors .14
Annex A (normative) Examples of calculation.15
A.1 Example .15
A.2 Example .19
Bibliography.24

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 12130 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 12130-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 123, Plain bearings,
Subcommittee SC 4, Methods of calculation of plain bearings.
ISO 12130 consists of the following parts, under the general title Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad
thrust bearings under steady-state conditions:
 Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings
 Part 2: Functions for calculation of tilting pad thrust bearings
 Part 3: Guide values for the calculation of tilting pad thrust bearings
Annex A forms a normative part of this part of ISO 12130.

iv © ISO 2001 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 12130-1:2001(E)

Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings
under steady-state conditions —
Part 1:
Calculation of tilting pad thrust bearings
1 Scope
The aim of ISO 12130 is to achieve designs of plain bearings that are reliable in operation by the application of a
calculation method for oil-lubricated hydrodynamic plain bearings with complete separation of the thrust collar and
plain bearing surfaces by a film of lubricant.
This part of ISO 12130 applies to plain thrust bearings with tilting-type sliding blocks (tilting pads), where a wedge-
shaped lubrication clearance gap is automatically formed during operation. The ratio of width to length of one pad
can be varied in the range B/L = 0,5 to 2.
The calculation method described in this part of ISO 12130 can be used for other gap shapes, e.g. parabolic
lubrication clearance gaps, as well as for other types of sliding blocks, e.g. circular sliding blocks, when for these
types the numerical solutions of Reynolds' differential equation are present. ISO 12130-2 gives only the
characteristic values for the plane wedge-shaped gap; the values are therefore not applicable to tilting pads with
axial support.
The calculation method serves for designing and optimizing plain thrust bearings e.g. for fans, gear units, pumps,
turbines, electric machines, compressors and machine tools. It is limited to steady-state conditions, i.e. load and
angular speed of all rotating parts are constant under continuous operating conditions.
This part of ISO 12130 is not applicable to heavily loaded tilting pad thrust bearings.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 12130. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 12130 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3448:1992, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 12130-2, Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions —
Part 2: Functions for calculation of tilting pad thrust bearings
ISO 12130-3, Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions —
Part 3: Guide values for the calculation of tilting pad thrust bearings
3 Fundamentals, assumptions and premises
The calculation is always carried out with the numerical solutions of Reynolds' differential equations for sliding
surfaces with finite width, taking into account the physically correct boundary conditions for the generation of
pressure.
∂∂ʈp ∂Ê∂phˆ ∂
+   = 6¥¥ h U ¥ (1)
hh
Á˜ Á ˜
∂∂xx˯∂zË∂z¯ ∂x
[1] [2]
Reference is made, e.g., to for the derivation of Reynolds' differential equation and to for the numerical
solution.
For the solution to equation (1), the following idealizing assumptions and premises are used, the reliability of which
[3]
has been sufficiently confirmed by experiment and in practice :
a) the lubricant corresponds to a Newtonian fluid;
b) all lubricant flows are laminar;
c) the lubricant adheres completely to the sliding surfaces;
d) the lubricant is incompressible;
e) the lubrication clearance gap is completely filled with lubricant;
f) inertia effects, gravitational and magnetic forces of the lubricant are negligible;
g) the components forming the lubrication clearance gap are rigid or their deformation is negligible; their surfaces
are completely even;
h) the lubricant film thickness in the radial direction (z-coordinate) is constant;
i) fluctuations in pressure within the lubricant film normal to the sliding surfaces (y-coordinate) are negligible;
j) there is no motion normal to the sliding surfaces (y-coordinate);
k) the lubricant is isoviscous over the entire lubrication clearance gap;
l) the lubricant is fed in at the widest lubrication clearance gap;
m) the magnitude of the lubricant feed pressure is negligible as compared to the lubricant film pressures
themselves;
n) the pad shape of the sliding surfaces is replaced by rectangles.
The boundary conditions for the solution of Reynolds' differential equation are the following:
1) the gauge pressure of the lubricant at the feeding point is p(x = 0, z) = 0
2) the feeding of the lubricant is arranged in such a way that it does not interfere with the generation of
pressure in the lubrication clearance gap
3) the gauge pressure of the lubricant at the lateral edges of the plain bearing is p x,z =0 ± ,5B = 0
( )
4) the gauge pressure of the lubricant is p(x = L, z) = 0 at the end of the pressure field.
2 © ISO 2001 – All rights reserved

The application of the principle of similarity in hydrodynamic plain bearing theory results in dimensionless
parameters of similarity for such characteristics as load carrying capacity, friction behaviour and lubricant flow rate.
The use of parameters of similarity reduces the number of necessary numerical solutions of Reynolds' differential
equation which are compiled in ISO 12130-2. In principle, other solutions are also permitted if they satisfy the
conditions given in this part of ISO 12130 and have the corresponding numerical accuracy.
ISO 12130-3, contains guide values according to which the calculation result is to be oriented in order to ensure the
functioning of the plain bearings.
In special cases, guide values deviating from ISO 12130-3, may be agreed for specific applications.
4 Symbols, terms and units
See Table 1 and Figure 1.
Table 1 — Symbols, terms and units
Symbol Term Unit
a
Distance between supporting point and inlet of the clearance gap in the direction of m
F
motion (circumferential direction)
* Relative distance between supporting point and inlet of the clearance gap in the 1

a
F
direction of motion (circumferential direction)
A Heat-emitting surface of the bearing housing
m
B Width of one pad m
c Specific heat capacity of the lubricant (p = constant)
J/(kg⋅K)
p
C Wedge depth m
wed
D
Mean sliding diameter m
D Inside diameter over tilting pads m
i
D Outside diameter over tilting pads m
o
*
f Characteristic value of friction 1
F Bearing force (load) at nominal rotational frequency N
*
F
Characteristic value of
...

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12130-1
First edition
2001-11-15
Plain bearings — Hydrodynamic plain
tilting pad thrust bearings under
steady-state conditions —
Part 1:
Calculation of tilting pad thrust bearings
Paliers lisses — Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant
en régime stationnaire —
Partie 1: Calcul des butées à patins oscillants

Reference number
©
ISO 2001
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in the country of the requester.
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Contents Page
Foreword.iv
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Fundamentals, assumptions and premises.2
4 Symbols, terms and units.3
5 Calculation procedure.6
5.1 Loading operations .6
5.2 Coordinate of centre of pressure.7
5.3 Load-carrying capacity .7
5.4 Frictional power.9
5.5 Lubricant flow rate .9
5.6 Heat balance.10
5.7 Minimum lubricant film thickness and specific bearing load .13
5.8 Operating conditions .13
5.9 Further influence factors .14
Annex A (normative) Examples of calculation.15
A.1 Example .15
A.2 Example .19
Bibliography.24

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 12130 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 12130-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 123, Plain bearings,
Subcommittee SC 4, Methods of calculation of plain bearings.
ISO 12130 consists of the following parts, under the general title Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad
thrust bearings under steady-state conditions:
 Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings
 Part 2: Functions for calculation of tilting pad thrust bearings
 Part 3: Guide values for the calculation of tilting pad thrust bearings
Annex A forms a normative part of this part of ISO 12130.

iv © ISO 2001 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 12130-1:2001(E)

Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings
under steady-state conditions —
Part 1:
Calculation of tilting pad thrust bearings
1 Scope
The aim of ISO 12130 is to achieve designs of plain bearings that are reliable in operation by the application of a
calculation method for oil-lubricated hydrodynamic plain bearings with complete separation of the thrust collar and
plain bearing surfaces by a film of lubricant.
This part of ISO 12130 applies to plain thrust bearings with tilting-type sliding blocks (tilting pads), where a wedge-
shaped lubrication clearance gap is automatically formed during operation. The ratio of width to length of one pad
can be varied in the range B/L = 0,5 to 2.
The calculation method described in this part of ISO 12130 can be used for other gap shapes, e.g. parabolic
lubrication clearance gaps, as well as for other types of sliding blocks, e.g. circular sliding blocks, when for these
types the numerical solutions of Reynolds' differential equation are present. ISO 12130-2 gives only the
characteristic values for the plane wedge-shaped gap; the values are therefore not applicable to tilting pads with
axial support.
The calculation method serves for designing and optimizing plain thrust bearings e.g. for fans, gear units, pumps,
turbines, electric machines, compressors and machine tools. It is limited to steady-state conditions, i.e. load and
angular speed of all rotating parts are constant under continuous operating conditions.
This part of ISO 12130 is not applicable to heavily loaded tilting pad thrust bearings.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 12130. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 12130 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 3448:1992, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 12130-2, Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions —
Part 2: Functions for calculation of tilting pad thrust bearings
ISO 12130-3, Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under steady-state conditions —
Part 3: Guide values for the calculation of tilting pad thrust bearings
3 Fundamentals, assumptions and premises
The calculation is always carried out with the numerical solutions of Reynolds' differential equations for sliding
surfaces with finite width, taking into account the physically correct boundary conditions for the generation of
pressure.
∂∂ʈp ∂Ê∂phˆ ∂
+   = 6¥¥ h U ¥ (1)
hh
Á˜ Á ˜
∂∂xx˯∂zË∂z¯ ∂x
[1] [2]
Reference is made, e.g., to for the derivation of Reynolds' differential equation and to for the numerical
solution.
For the solution to equation (1), the following idealizing assumptions and premises are used, the reliability of which
[3]
has been sufficiently confirmed by experiment and in practice :
a) the lubricant corresponds to a Newtonian fluid;
b) all lubricant flows are laminar;
c) the lubricant adheres completely to the sliding surfaces;
d) the lubricant is incompressible;
e) the lubrication clearance gap is completely filled with lubricant;
f) inertia effects, gravitational and magnetic forces of the lubricant are negligible;
g) the components forming the lubrication clearance gap are rigid or their deformation is negligible; their surfaces
are completely even;
h) the lubricant film thickness in the radial direction (z-coordinate) is constant;
i) fluctuations in pressure within the lubricant film normal to the sliding surfaces (y-coordinate) are negligible;
j) there is no motion normal to the sliding surfaces (y-coordinate);
k) the lubricant is isoviscous over the entire lubrication clearance gap;
l) the lubricant is fed in at the widest lubrication clearance gap;
m) the magnitude of the lubricant feed pressure is negligible as compared to the lubricant film pressures
themselves;
n) the pad shape of the sliding surfaces is replaced by rectangles.
The boundary conditions for the solution of Reynolds' differential equation are the following:
1) the gauge pressure of the lubricant at the feeding point is p(x = 0, z) = 0
2) the feeding of the lubricant is arranged in such a way that it does not interfere with the generation of
pressure in the lubrication clearance gap
3) the gauge pressure of the lubricant at the lateral edges of the plain bearing is p x,z =0 ± ,5B = 0
( )
4) the gauge pressure of the lubricant is p(x = L, z) = 0 at the end of the pressure field.
2 © ISO 2001 – All rights reserved

The application of the principle of similarity in hydrodynamic plain bearing theory results in dimensionless
parameters of similarity for such characteristics as load carrying capacity, friction behaviour and lubricant flow rate.
The use of parameters of similarity reduces the number of necessary numerical solutions of Reynolds' differential
equation which are compiled in ISO 12130-2. In principle, other solutions are also permitted if they satisfy the
conditions given in this part of ISO 12130 and have the corresponding numerical accuracy.
ISO 12130-3, contains guide values according to which the calculation result is to be oriented in order to ensure the
functioning of the plain bearings.
In special cases, guide values deviating from ISO 12130-3, may be agreed for specific applications.
4 Symbols, terms and units
See Table 1 and Figure 1.
Table 1 — Symbols, terms and units
Symbol Term Unit
a
Distance between supporting point and inlet of the clearance gap in the direction of m
F
motion (circumferential direction)
* Relative distance between supporting point and inlet of the clearance gap in the 1

a
F
direction of motion (circumferential direction)
A Heat-emitting surface of the bearing housing
m
B Width of one pad m
c Specific heat capacity of the lubricant (p = constant)
J/(kg⋅K)
p
C Wedge depth m
wed
D
Mean sliding diameter m
D Inside diameter over tilting pads m
i
D Outside diameter over tilting pads m
o
*
f Characteristic value of friction 1
F Bearing force (load) at nominal rotational frequency N
*
F
Characteristic value of load carrying capacity 1
F Bearing force (load) at standstill N
st
h
Local lubricant film thickness (clearance gap height) m
h Minimum permissible lubricant film thickness during operation m
lim
h Minimum permissible lubricant film thickness on transition into mixed lubrication m
lim,tr
h Minimum lubricant film thickness (minimum clearance gap height) m
min
k
Heat transfer coefficient related to the product B ¥ L ¥ Z
W/(m ⋅K)
k External heat transfer coefficient (reference surface A)
W/(m ⋅K)
A
L Length of one pad in circumferential direction m
M Mixing factor 1
-1
N Rotational frequency (speed) of thrust collar
s
p Local lubricant film pressure Pa
Table 1 (continued)
Symbol Term Unit
p Specific bearing load p= F/(B ¥¥ L Z)
Pa
p
Maximum permissible specific bearing load Pa
lim
P Frictional power in the bearing or power generated heat flow rate W
f
P Heat flow rate to the environment W
th,amb
P
Heat flow rate in the lubricant
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12130-1
Première édition
2001-11-15
Paliers lisses — Butées hydrodynamiques
à patins oscillants fonctionnant en régime
stationnaire —
Partie 1:
Calcul des butées à patins oscillants
Plain bearings — Hydrodynamic plain tilting pad thrust bearings under
steady-state conditions —
Part 1: Calculation of tilting pad thrust bearings

Numéro de référence
©
ISO 2001
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©  ISO 2001
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Fax. + 41 22 749 09 47
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Imprimé en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Principes fondamentaux, hypothèses et suppositions.2
4 Symboles et unités.3
5 Méthode de calcul.6
5.1 Opérations de charge.6
5.2 Coordonnée du centre de pression .7
5.3 Portance.7
5.4 Puissance de frottement.9
5.5 Débit de lubrifiant .9
5.6 Bilan thermique.10
5.7 Épaisseur minimale du film d'huile et charge spécifique du palier .13
5.8 Conditions de fonctionnement.13
5.9 Autres facteurs d'influence .14
Annexe A (informative) Exemples de calcul.15
Bibliographie.24

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 12130 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 12130-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 123, Paliers lisses,
sous-comité SC 4, Méthodes de calcul des paliers lisses.
L'ISO 12130 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Paliers lisses — Butées
hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant en régime stationnaire:
 Partie 1: Calcul des butées à patins oscillants
 Partie 2: Fonctions pour le calcul des butées à patins oscillants
 Partie 3: Paramètres opérationnels admissibles pour le calcul des butées à patins oscillants
L’annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l’ISO 12130.

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NORME INTERNATIONALE ISO 12130-1:2001(F)

Paliers lisses — Butées hydrodynamiques à patins oscillants
fonctionnant en régime stationnaire —
Partie 1:
Calcul des butées à patins oscillants
1 Domaine d'application
L'objet de la présente partie de l’ISO 12130 est de réaliser des modèles de paliers lisses qui soient fiables en
fonctionnement par l'application d'une méthode de calcul pour les paliers lisses hydrodynamiques lubrifiés à l'huile
avec séparation complète du collet de butée et des surfaces du palier lisse par un film de lubrifiant.
La présente partie de l’ISO 12130 s'applique aux paliers de butée lisses à blocs coulissants de type oscillant
(patins oscillants), où un jeu de lubrification à coin se forme automatiquement en cours de fonctionnement. Le
rapport de la largeur sur la longueur d'un patin peut varier dans la plage B/L = 0,5 à 2.
La méthode de calcul décrite dans la présente partie de l’ISO 12130 peut être utilisée pour d'autres formes de jeu,
par exemple jeux de lubrification paraboliques, ainsi que pour d'autres types de blocs glissants, lorsqu'il existe des
résolutions numériques de l'équation différentielle de Reynolds pour ces types de formes. L'ISO 12130-2 donne
uniquement les valeurs caractéristiques pour un coin convergent simple. Les valeurs ne sont par conséquent pas
applicables aux patins oscillants à support axial.
La méthode de calcul permet de concevoir et d'optimiser les paliers de butée lisses, par exemple pour les
ventilateurs, groupes d'engrenages, pompes, turbines, machines électriques, compresseurs et machines-outils.
Elle se limite aux conditions de régime stationnaire, c'est-à-dire que la charge et la vitesse angulaire de toutes les
parties tournantes sont constantes dans des conditions de fonctionnement continu.
La présente partie de l’ISO 12130 ne s’applique pas aux butées à patins oscillants chargés lourdement.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 12130. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l’ISO 12130 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3448:1975, Lubrifiants liquides industriels — Classification ISO selon la viscosité
ISO 12130-2, Paliers lisses — Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant en régime stationnaire —
Partie 2: Fonctions pour le calcul des butées à patins oscillants
ISO 12130-3, Paliers lisses — Butées hydrodynamiques à patins oscillants fonctionnant en régime stationnaire —
Partie 3: Paramètres opérationnels admissibles pour le calcul des butées à patins oscillants
3 Principes fondamentaux, hypothèses et suppositions
Le calcul est toujours effectué avec les solutions numériques de l'équation différentielle de Reynolds pour les
surfaces glissantes à largeur finie, en tenant compte des conditions aux limites physiquement correctes pour la
génération de la pression.
∂∂ʈp ∂ʈ∂ph∂
hh+= 6¥h¥U¥ (1)
Á˜ Á˜
∂∂xx˯∂z˯∂z ∂x
[1] [2]
Il est fait référence par exemple à pour la dérivation de l'équation différentielle de Reynolds et à pour la
solution numérique.
Pour la solution de l'équation (1), on utilise les hypothèses et suppositions idéales suivantes, dont la fiabilité est
[3]
suffisamment confirmée par l'expérience et la pratique :
a) le lubrifiant correspond à un fluide newtonien;
b) tous les écoulements de lubrifiant sont laminaires;
c) le lubrifiant adhère complètement aux surfaces de glissement;
d) le lubrifiant est incompressible;
e) le jeu de lubrification est entièrement rempli de lubrifiant;
f) les effets d'inertie, les forces de gravitation et magnétiques du lubrifiant sont négligeables;
g) les composants constituant le jeu de lubrification sont rigides ou leur déformation est négligeable; leurs
surfaces sont entièrement à niveau;
h) l'épaisseur du film d'huile dans le sens radial (coordonnée z) est constante;
i) les variations de pression du film d'huile perpendiculaire aux surfaces de glissement (coordonnée y) sont
négligeables;
j) absence de déplacement perpendiculairement aux surfaces de glissement (coordonnée y);
k) le lubrifiant est isovisqueux sur tout le jeu de lubrification;
l) le lubrifiant est injecté dans le jeu de lubrification le plus grand;
m) la grandeur de la pression d'alimentation du lubrifiant est négligeable par comparaison aux pressions du film
d'huile;
n) la forme du patin des surfaces de glissement est remplacée par des rectangles.
Les conditions aux limites pour la résolution de l'équation différentielle de Reynolds sont les suivantes:
1) la pression au manomètre du lubrifiant au point d'alimentation est p(x = 0, z) = 0;
2) l'introduction du lubrifiant s'effectue de sorte qu'il n'interfère pas sur la génération de la pression dans le
jeu de lubrification
3) la pression au manomètre du lubrifiant au niveau des bords latéraux du palier lisse est p(x,z = ± 0,5B) = 0;
4) la pression au manomètre du lubrifiant est p(x = L, z) = 0 à l'extrémité du champ de pression.
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L'application du principe de similarité dans la théorie des paliers lisses hydrodynamiques produit des paramètres
de similarité non dimensionnés pour des caractéristiques telles que la portance, le comportement au frottement et
le débit de lubrifiant.
L'utilisation des paramètres de similarité réduit le nombre de solutions numériques nécessaires de l'équation
différentielle de Reynolds, compilées dans l'ISO 12130-2. En principe, d'autres solutions sont également admises
lorsqu'elles satisfont les conditions données dans la présente partie de l’ISO 12130 et ont la précision numérique
correspondante.
L'ISO 12130-3 contient les valeurs indicatives selon lesquelles le résultat des calculs doit être orienté afin de
garantir le fonctionnement des paliers lisses.
Dans les cas particuliers, les valeurs indicatives qui s'écartent de l'ISO 12130-3 peuvent faire l'objet d'un accord
pour les applications spécifiques.
4 Symboles et unités
Voir Tableau 1 et Figure 1.
Tableau 1 — Symboles et unités
Symbole Terme Unité
a Distance entre le point d'appui et l'entrée du jeu dans le sens du mouvement m
F
(sens périphérique)
* Distance relative entre le point d'appui et l'entrée du jeu dans le sens du mouvement 1
a
F
(sens périphérique)
A
Surface émettrice de chaleur du corps du palier
m
B
Largeur d'un patin m
c Chaleur massique du lubrifiant (p = constante) m
p
C
Profondeur de la cale .
wed
j/(kg K)
D
Diamètre moyen de glissement m
D Diamètre intérieur au-dessus des patins oscillants m
i
D
Diamètre extérieur au-dessus des patins oscillants m
o
f* Valeur caractéristique de frottement 1
F Force du palier (charge) à la fréquence de rotation nominale N
F*
Valeur caractéristique de la portance 1
F Force du palier (charge) dans des conditions de régime stationnaire N
st
h
Épaisseur locale du film d'huile (hauteur de jeu) m
h Épaisseur minimale admissible du film d'huile en cours de fonctionnement m
lim
h Épaisseur minimale admissible du film d'huile dans la transition vers une lubrification mixte m
lim, tr
h Épai
...