تأثیر پارامترهای طراحی و روانکاری بر عملکرد ترموهیدرودینامیک یاتاقان‌های ژورنال غیرمدور سه‌لُب با روانکار میکروپلار

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد

3 استاد‌یار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اردکان، اردکان

4 استاد‌یار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام‌نور،تهران

چکیده

تحلیل عملکرد یاتاقان‌های ژورنال غیرمدور با توجه به کاربرد گسترده آنها در صنعت از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. تنش‌های برشی و نیروهای اصطکاکی روانکار زمینه تغییر شرایط دمایی را فراهم می‌آورند. عواملی نظیر افزایش سرعت‌ محور، کاهش فضای لقی و کوچکی ضرایب انتقال حرارت روانکار، محور و پوسته یاتاقان زمینه تشدید تغییرات دمایی روانکار را موجب می‌گردند. در پژوهش حاضر تأثیر سرعت محور، ضخامت پوسته، طول یاتاقان و مشخصه‌های سیال میکروپلار بر تغییرات دمایی و توزیع فشار فیلم روانکار، بار قابل حمل و زاویه وضعی یاتاقان بررسی می‌شوند. عملکرد یاتاقان با بکارگیری توزیع فشار حرارتی حاصل از حل معادله رینولدز با لحاظ شرایط دمایی و لزجت نهایی روانکار قابل محاسبه می‌باشند. مقایسه عملکرد یاتاقان‌های سه لُب با لحاظ اثرات دمایی و بدون آن از تضعیف فشار ایجاد شده در روانکار و کاهش بار قابل حمل یاتاقان با افزایش دما، بویژه در سرعت‌های دورانی بالای روتور حکایت دارد. همچنین نتایج، افزایش اثرات دمایی بر عملکرد یاتاقان‌های مورد ارزیابی با افزایش خاصیت میکروپلاریته سیال روانکار را نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


[1] Cosserat E, Cosserat F (1909) Théorie des corps déformables. Paris 3: 17-29.

[2] Eringen AC (1964) Simple microfluids. Int J Eng Sci 2(2): 205-217.

[3] Allen S, Kline K (1971) Lubrication theory for micropolar fluids. J Appl Mech-T ASME 38(3): 646-650.

[4] Prakash J, Sinha P (1975) Lubrication theory for micropolar fluids and its application to a journal bearing. Int J Eng Sci 13(3): 217-232.

[5] Khonsari M, Brewe D (1989) On the performance of finite journal bearings lubricated with micropolar fluids. Tribol T 32(2): 155-160.

[6] Das S, Guha S, Chattopadhyay A (2002) On the steady-state performance of misaligned hydrodynamic journal bearings lubricated with micropolar fluids. Tribol Int 35(4): 201-210.

[7] Nair KP, Nair VS, Jayadas N (2007) Static and dynamic analysis of elastohydrodynamic elliptical journal bearing with micropolar lubricant. Tribol Int 40(2): 297-305.

[8] Rahmatabadi AD, Nekoeimehr M, Rashidi R (2010) Micropolar lubricant effects on the performance of noncircular lobed bearings. Tribol Int 43(1): 404-413.

[9] Mehrjardi MZ, Rahmatabadi AD, Meybodi RR (2016) A study on the stability performance of noncircular lobed journal bearings with micropolar lubricant. P I Mech Eng J-J Eng 230(1): 14-30.

[10] Crosby W (1980) Thermal considerations in the solution of finite journal bearings. WEAR 64(1):15-32.

[11] Singh D, Majumdar B (2005) Computer-aided design of hydrodynamic journal bearings considering thermal effects. P I Mech Eng J-J Eng  219(2): 133-139.

[12] Bhagat C, Roy L (2014) Steady state thermo-hydrodynamic analysis of two-axial groove and multilobe hydrodynamic bearings. Tribol ind 36(4):475-487.

[13] Rahmatabadi AD, Shooroki AR, Mehrjardi MZ (2016) Investigation of the geometry effects on the thermo-hydrodynamic performance of noncircular journal bearings using GDQ method. Modares Mech Eng 16(5): 111-122.

[14] Wang XL, Zhu KQ (2006) Numerical analysis of journal bearings lubricated with micropolar fluids including thermal and cavitating effects. Tribol Int 39(3): 227-237.

[15] Rahmatabadi AD, Mehrjardi MZ, Fazel M (2010) Performance analysis of micropolar lubricated journal bearings using GDQ method. Tribol Int 43(11): 2000-2009.

[16] Sharma R, Pandey R (2007) Effects of the temperature profile approximations across the film thickness in thermohydrodynamic analysis of lubricating films. Ind J Tribol 2(1): 27-37.

[17] Chauhan A, Sehgal R, Sharma RK (2010) Thermohydrodynamic analysis of elliptical journal bearing with different grade oils. Tribol Int 43(11): 1970-1977.

[18] Hori Y (2006) Hydrodynamic lubrication. Springer Science & Business Media.

[19] Rahmatabadi AD, Rashidi R (2006) Effect of mount angle on static and dynamic characteristics of gas-lubricated, noncircular journal bearings. Iran J Sci Technol B 30(B03).

[20] Chauhan A, Sehgal R, Sharma RK (2011) A study of thermal effects in an offset‐halves journal bearing profile using different grade oils. Lubric Sci 23(5): 233-248.

[21] Malik M, Sinhasan R, Chandra M (1981) Design data for three-lobe bearings. Tribol Trans 24(3):345-353.