بررسی پایداری یاتاقان های ژورنال غیرمدور لب دار روانکاری شده با فرّوسیال

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نور، تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

4 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اردکان، اردکان

چکیده

امروزه تقاضا برای به کارگیری یاتاقان های ژورنال در دورهای بالا و اهمیت پایداری آن‌ها در کاربردهای عملی سبب شده از یاتاقان های غیرمدور لب دار به جای یاتاقان مدور استفاده شود. همچنین تأثیرات فوق العاده ی نوع روانکار بر عملکرد یاتاقان ها روز به روز اهمیت خود را آشکارتر می کنند. در این راستا انتخاب روانکار مناسب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فرّوسیال ها به دلیل داشتن خواص منحصربه فرد می توانند به عنوان یکی از گزینه ها، مورد بررسی واقع شوند. هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی پایداری یاتاقان های ژورنال غیرمدور دو، سه و چهارلب روانکاری شده با روانکار فرّوسیال با درنظرگرفتن پارامترهایی نظیر نسبت خروج از مرکزیت، ابعاد و ضریب نیروی مغناطیسی است. در این مطالعه بادرنظرگرفتن اغتشاش کوچک محور حول نقطه تعادل استاتیکی آن و استفاده از روش عددی اجزاء محدود جهت حل معادلات، فرکانس چرخش و محدوده پایداری سیستم تعیین می شود. نتایج حاکی از آن می باشد که با افزایش نسبت خروج از مرکزی و ابعاد و کاهش ضریب نیروی مغناطیسی پایداری سیستم افزایش می یابد. همچنین با افزایش تعداد لب ها در یاتاقان های غیرمدور فروسیال، می توان به محدوده پایدارتری دست‌یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Tarapov IE (1972) Movement of a magnetizable fluid in lubricating layer of a cylindrical bearing. Magn J 444-448.

[2] Agrawal VK (1986) magnetic fluid-based porous inclined slider bearing. Wear 133-139.

[3] Kumar D, Sinha P, Chandra P (1986) Ferrofluid squeeze film for spherical and conical bearings. Int J Eng Sci 30: 645-656.

[4] Chang HS, Chi CQ, Zhao PZ (1987) A theoretical and experimental study of ferrofluid lubricated four-pocket journal bearings. J Magn Magn Mater 65: 372-374.

[5] Chi CQ, Wang ZS and Zhao PZ (1990) Reaserch on a new type of ferrofluid-lubricated journal bearing. J Magn Magn Mater 85: 257-260.

[6] Osman TA (1999) Static characteristics of hydrodynamic bearings working by non-Newtonian ferrofluid. J. Eng. Appl. Sci.: 521-536.

[7] Osman TA, Nada GS and Safar ZS (2001) Effect of using current-carrying-wire models in the design of hydrodynamic journal bearings lubricated with ferrofluid. Tribol Lett 11: 61-70.

[8] Montazeri H (2008) Numerical analysis of hydrodynamic journal bearings lubricated with ferrofluid. J Eng Tribol 51-60.

[9] Osman TA, Nada GS, Safar ZS (2001) Static and dynamic characteristics of bearings lubricated with ferrofluid. Tribol Int 34: 369-380.

[10] Shah RC, Bhat MV (2002) Ferrofluid lubrication in porous inclined slider bearing with velocity slip. Int J Mech Sci 44: 2495-2502.

[11] Shah RC, Bhat MV (2003) Ferrofluid lubrication of a parallel plate squeeze film bearing. Tribol Int 30: 221-240.

[12] Shah RC, Bhat MV (2005) Lubrication of porous parallelplate slider bearing with slip velocity. J Magn Magn Mater 103-106.

[13] Torok G, Lebedev VT, Bica D, Vekas L, Avdeev MV (2006) Concentration and temperature effect of ferrofluids. J Magn Magn Mater 300: 221-224.

[14] Chyuan TJ (2006) Analysis of combined thermal and magnetic convection ferrofluid flow in a cavity. Int Commun Heat Mass 33: 846-852.

[15] Osman TA, Nada GS (2007) Static performance of finite hydrodynamic journal bearings lubricated by magnetic fluids with couple stresses. Tribol Int 34: 261-268.

[16] Zakaria K, Sirwah MA, Fakharany M (2011) Teorical study of statis and dynamic characteristics for eccentric lubricated with ferrofluid. J Tribol 133: 21701-21719.

[17] Ravaud R, Lemarquand G, Lemarquand V (2010) Mechanical properties of ferrofluid applications: Centering effect and capacity of a seal. Tribol Int 43: 76-82.

[18] Sheikh Nejad Y, Gandjalikhan Nassab SA (2001) Three-dimensional analysis of hydrodynamic characteristics of axial groove bearings running with ferrofluids. J Eng Tribol 609-619.

[19] Singh UP, Gupta RS (2012) Dynamic performance characteristics of a curved slider bearing operating with ferrofluids. Adv Tribol 35: 567-572.

[20] Shimpi ME, Deheri GM (2012) Ferrofluid lubrication of curved porous circular plates and effect of deformation. AJSE 38: 2865-2874.

[21] Lin J (2012) Derivation of ferrofluid lubrication equation of cylindrical squeeze films with convective fluid inertia forces and application to circular disks. Tribol Int 49: 110-115.

[22] Patel ND, Deheri GM, Mehta SS (2014) Ferrofluid lubrication of squeeze film in curved circular plates with assorted porous structures. Int Adv Tribol Eng 223-230.

[23] Raoa T, Ranib A, Nagarajanc T, Hashimd F (2016) Analysis of porous layered journal bearing lubricated with ferrofluid. AMM 819: 474-478.

[24] Patel J, Deheri GM (2016) Performance of a Ferrofluid Based Rough Parallel plate slider bearing: A comparison of three magnetic fluid flow models. Adv Tribol 2016:1-9.

[25] رسولی ا، دشتی ا، زارع م، رشیدی ر (1395) تأثیر پارامترهای طراحی روانکاری بر عملکرد ترموهیدرودینامیک یاتاقان­های ژورنال غیرمدور سه لب با روانکار میکروپلار. مجله مکانیک سازه­ها و شاره­ها 96-79 :(3)6.

[26] Rahmatabadi AD, Rashidi Meybodi R (2006) Effect of mount angle on static and dynamic characteristics of gas-lubricated noncircular journal bearings. IJST 30: 1-11.

[27] Malik M, Chandra M, Sinhasan R (1981) Design data for three lobe bearing. ASLE Trans 24: 171-178.

[28] Zare Mehrjardi M, Rahmatabadi AD, Rashidi Meybodi R (2016) A study on the stability performance of noncircular lobed journal bearings with micropolar lubricant. Proc Inst Mech Eng Part J: J Eng Tribol 230(1): 14-30.

[29] Ghayoumi F (2001) Ferrofluid lubricant effects on the performance of non-circular lobed bearings. M.S Thesis, University of Yazd, Yazd, Iran.

[30] Laghrabli S, Khlifi M, Nabhani M, Bou-Saïd B (2016) Static characteristics of ferrofluid finite journal bearing considering rotational viscosity effect. Lubrication Sci.

[31] قاعدی س، قیور م، محمدخانلو ح (1395) تأثیر سختی یاتاقان مغناطیسی فعال بر ارتعاشات آشوبناک روتور انعطاف­پذیر. مجله مکانیک سازه­ها و شاره­ها 16-1 :(2)6.