مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تاثیر پارامترهای طراحی و روانکاری بر پایداری دینامیکی یاتاقان های ژورنال غیرمُدور لُب دار با سیال روانکار پاورلا

نویسندگان
1 دانشجو/دانشگاه یزد
2 دانشیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه یزد
3 استادیار/ دانشگاه پیام نور
4 استادیار/دانشگاه اردکان
چکیده
امروزه یاتاقان‌های ژورنال روغنی به‌طور گسترده‌‌ای به عنوان تکیه‌گاه‌ مناسب برای سیستم‌های دوار در صنایع گوناگون به‌کار گرفته می‌شوند. هنگامی‌که این یاتاقان‌ها تحت بارگذاری‌ در سرعت‌های بالا مورد استفاده قرار گیرند، ایجاد اغتشاشات گردابی منجر به برخورد و سایش در وضعیت حرکت روتور محتمل می‌باشد. طراحی شکل‌های هندسی خاص و یا به‌کارگرفتن روانکارهای صنعتی با ترکیبات متفاوت جدید، می‌تواند بر توانمندی یاتاقان‌های ژورنال در حفظ عملکرد پایدار دینامیکی خود در موقعیت‌های بحرانی تأثیرگذار باشد. از این منظر استفاده از انواع یاتاقان‌های ژورنال غیرمدور و روانکارهای غیرنیوتنی در حوزه روانکاری اخیراً به‌طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار گرفته‌است. در پژوهش حاضر، با انتخاب روانکار غیرنیوتنی شبیه‌سازی شده با مدل سیال پاورلا، تأثیر پارامترهای طراحی نظیر نسبت خروج از مرکزی، نسبت منظری و اندیس پاورلا بر پایداری دینامیکی سیستم یاتاقان‌های‌ ژورنال غیرمدور دو‌، سه‌ و چهار ‌لُب مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این راستا با فرض نوسانات سیکل محدود روتور حول نقطه تعادل استاتیکی با میرا شدن اثر اغتشاشات تحمیلی اولیه و استفاده از روش عددی اجزاء محدود جهت حل معادلات حاکم، محدوده پایداری سیستم در قالب مشخصه‌های تحلیل دینامیکی خطی نظیر فرکانس چرخش گردابی و پارامتر جرم بحرانی تعیین می‌گردد. نتایج حاکی از آنست که با افزایش اندیس پاورلا و کاهش نسبت منظری، دامنه پایداری دینامیکی تکیه‌گاه یاتاقانی توسعه می‌یابد. همچنین با افزایش تعداد لُب‌ها در یاتاقان‌های ژورنال غیرمدور با روانکار پاورلا و تامین شرایط قرارگیری سیستم در مقادیر نسبت خروج از مرکزیت بالا، می‌توان به قابلیت بیشتری در میرا نمودن اغتشاشات دینامیکی دست‌یافت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effects of design and lubrication parameters on the dynamic stability of noncircular lobed journal bearings with power law lubricant fluid

نویسندگان English

Mohammad Zamansani 1
Asghar Dashti Rahmatabadi 2
reza rashidi meybodi 3
mahdi zare mehrjardi 4
1 student/yazd university
2 Associate Professor- Yazd University
3 Assistant Professor/Payame Noor University
4 Assistant Professor/ Ardakan University
چکیده English

Today, oil journal bearings are widely used as an efficient support for rotary systems in various industries. When these bearings are used by loading in high speed conditions, whirling disturbances in the rotor motion status leading to collisions and abrasion is probable. Designing specific geometric shapes or applying industrial lubricants with different new combinations can affect the journal bearings ability to maintain their dynamic stability in critical situations. From this view, the use of non-circular bearings and non-Newtonian fluids in the field of lubrication has recently been heavily taken into consideration. In the present study by choosing non-Newtonian lubricant simulated by power law fluid model, the effects of design parameters such as eccentricity ratio, aspect ratio and power law index on dynamic stability of noncircular two, three and four lobe bearings are investigated. For this purpose, assuming the limited cycle oscillations of the rotor around the equilibrium point after damping the effects of initial imposed disturbances and using finite element numerical method to solve the governing equations, stability range of the system in form of linear dynamic analysis characteristics is determined based on the whirl frequency ratio and critical mass parameter. The results indicate that by increasing the power law index and decreasing aspect ratio, the dynamic range of bearing support will be developed. Also, by increasing the number of noncircular bearings lobes with power law lubricant and providing the system's positioning conditions in high values of eccentricity ratio, more ability to damping dynamic disturbances can be achieved.

کلیدواژه‌ها English

Noncircular Hydrodynamic Journal Bearing
Power Law Lubricant
Dynamic Stability Analysis