مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تاثیر نابالانسی جرمی روتور بر پایداری دینامیکی یاتاقان ژورنال هیدرودینامیکی غیرمدور دولُب با روانکار میکروپلار

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مکانیک دانشگاه یزد
2 دانشیار گروه مکانیک دانشگاه یزد
3 استادیار گروه مکانیک دانشگاه پیام نور
چکیده
یاتاقان‌های ژورنال روغنی یکی از متداول‌ترین اجزاء ماشین‌های دوار تحت بارگذاری سنگین به شمار می‌آیند. عوامل متعددی نظیر تغییر در شرایط بارگذاری و روانکاری می‌تواند بر پایداری دینامیکی این گروه از یاتاقان‌ها تاثیرگذار ‌باشد. از این رو شناخت پاسخ دینامیکی یاتاقان‌های ژورنال در شرایط مختلف می‌تواند به بهبود فرآیند کنترل، عیب‌یابی و پیشگیری از قرارگیری سیستم‌های یاتاقان و روتور در شرایط عملکردی بحرانی منجر گردد. نابالانسی جرمی روتور از دیرباز به عنوان یکی از عوامل موثر بر رفتار دینامیکی و طول عمر انواع تکیه‌گاه‌های یاتاقانی مطرح بوده‌است. به همین دلیل در پژوهش حاضر تاثیر این پارامتر بر پایداری یاتاقان‌ ژورنال هیدرودینامیکی غیرمدور دو‌لُب با روانکار میکروپلار با استفاده از مدل تحلیلی دینامیکی غیرخطی ارزیابی شده‌است. برای رسیدن به این هدف، در ابتدا معادله رینولدز حاکم بر روانکاری یاتاقان‌های ژورنال هیدرودینامیکی با سیال تراکم‌ناپذیر بر پایه تئوری سیال میکروپلار اصلاح شده‌ و معادلات جابجایی دینامیکی روتور صُلب نیز با فرض وجود نابالانسی جرمی استخراج گردیده‌اند. حل همزمان معادله رینولدز و معادلات حرکت روتور، توزیع فشارهای پایا و دینامیکی ایجاد شده در فیلم سیال روانکار و مولفه‌های جابجایی، سرعت و شتاب مرکز روتور را بدست می‌دهد. ارزیابی نتایج در قالب نمودارهای مسیر دینامیکی، طیف توانی، دیاگرام دوشاخه‌گی و نگاشت پوانکاره از بروز رفتارهای دینامیکی متفاوت یاتاقان‌های دو‌لُب با تغییر میزان نابالانسی جرمی روتور حکایت دارد. پاسخ سیستم دینامیکی مورد بررسی، نوسانات همگرا به نقطه تعادل استاتیکی، رفتارهای پریودیکی، KT پریودیکی، شبه نوسانی و همچنین اغتشاشات واگرای منجر به برخورد روتور و پوسته یاتاقان را شامل می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effects of Mass Unbalance of Rotor on the Dynamic Stability of Two Lobe Noncircular Hydrodynamic Journal Bearing with Micropolar Lubricant

نویسندگان English

Mahdi Zare Mehrjardi 1
Asghar Dashti Rahmatabadi 2
Reza Rashidi Meybodi 3
چکیده English

Oil journal bearings are one of the most common parts of high load carrying rotating machine. Stability of these bearings can be affected by various stimulus such as changes in loading and lubrication conditions. Therefore, identification of the dynamic response of journal bearings can improve the control and fault detection process of rotor-bearings systems and prevent them from placing in critical operation condition. Since past, the mass unbalance of rotor is proposed as an effective factor on the dynamic behavior and long life of bearings. For this reason, in this research the effects of this parameter on the stability of hydrodynamic two lobe noncircular journal bearing with micropolar lubricant is investigated based on the nonlinear dynamic model. To achieve this goal, the governing Reynolds equation is modified with respect to micropolar fluid theory and the equations of rotor motion are derived considering the mass unbalance parameter. The static and dynamic pressure distributions of the lubricant film and the components of displacement, velocity and acceleration of the rotor are obtained by simultaneous solution of the Reynolds equation and the equations of rotor motion. Investigation of results in terms of dynamic trajectory, power spectrum, bifurcation diagram and Poincare map show that the dynamic behavior of two lobe bearings appears in different manner with variation of mass unbalance of rotor. The response of analyzed dynamic system include converge oscillations to the equilibrium point, periodic, KT periodic and quasi periodic behavior and also divergent disturbances which leads to collision between the rotor and bearing.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic Stability
Noncircular two lobe journal bearing
Mass unbalance of rotor
Micropolar lubricant
Bifurcation Diagram