تأثیر بکارگیری نانوروانکار حاوی ذرات TiO_2 بر عملکرد یاتاقان‌های ژورنال غیرمُدور دولُب

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد

2 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اردکان

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد

4 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه میبد

چکیده

ظهور فناوری نانو و گسترش این شاخه از علم به حوزه روانکاری سبب شده‌است تا افزودن نانومواد به روانکارهای پایه از جمله به‌روزترین راه‌کارهایی باشد که پژوهشگران حوزه تریبولوژی جهت بهبود عملکرد تکیه‌گاه‌های یاتاقانی پیشنهاد داده‌اند. در پژوهش حاضر اثر غلظت نانوذرات TiO2 ترکیبی با روغن پایه SAE30 بر مشخصه‌های عملکرد استاتیکی و پایداری دینامیکی یاتاقان‌های ژورنال هیدرودینامیکی دولُب مورد بررسی قرار گرفته‌است. بدین منظور، پس از بازنویسی معادله رینولدز حاکم بر روانکاری یاتاقان با نانوسیال، مسیر جابجایی روتور با فرض حرکت اغتشاشی هارمونیک در قالب مدل دینامیکی خطی جهت تعیین وضعیت پایداری یاتاقان بکار گرفته شده‌است. در نهایت مشخصه‌های عملکرد استاتیکی و پایداری دینامیکی یاتاقان به‌ازای مقادیر مختلف غلظت نانوذرات در روانکار پایه بر حسب میزان غیرمُدوری یاتاقان به‌کمک روش اجزاء محدود استخراج گردیده‌اند. نتایج، گویای بهبود مشخصه‌های عملکرد استاتیکی و دینامیکی یاتاقان‌های دولُب، شامل افزایش قابلیت حمل بار، کاهش نیروی اصطکاک، افزایش جرم بحرانی و کاهش نسبت فرکانس چرخش گردابی روتور با افزایش غلظت نانوذرات TiO2 در روانکار پایه بویژه برای مقادیر درصد حجمی کمتر از 02/0 بوده و با کاهش غیرمُدوری یاتاقان دامنه این تغییرات تقویت می‌گردند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Pinkus O (1956) Analysis of elliptical bearings. Trans of ASME, 78 (1): 965-973.
  • Malik M (1983)A comparative study of some two-lobed journal bearing configurations. ASLE Trans 26 (1): 118-124.
  • Mehrjardi MZ, Rahmatabadi AD, Meybodi RR (2016) A study on the stability performance of noncircular lobed journal bearings with micropolar lubricant. Proc of the Ins of Mech Eng, Part J: J of Eng Tribol 230 (1): 14-30.
  • Dwivedi VK. Pathak P (2019) Effect of axial groove location, length & width ratio on the bearing properties and stability. J of Comput and Applied Research in Mech Eng 10(2): 525-537.
  • Feng H, Jiang S and Ji A (2019) Investigations of the static and dynamic characteristics of water-lubricated journal bearing considering turbulent, thermohydrodynamic and misaligned effects. Tribol Int 130(2): 245-260.
  • Zare Mehrjardi M (2020) Dynamic stability analysis of noncircular hydrodynamic two-lobe journal bearings with couple stress lubricant regime. Proc of the Ins of Mech Eng, Part J: J of Eng Tribol 235(6): 1150-1167.
  • Abdou KM. Saber E. (2020) Effect of rotor misalignment on stability of journal bearings with finite width. Alexandria Eng J, 59(7):3407-3417.
  • Shenoy BS, Binu KG, Pai R, Rao DS, Pai RS, (2012) Effect of nanoparticles additives on the performance of an externally adjustable fluid film bearing. Tribol Int 45(1): 38-42.
  • Binu KG, Shenoy BS, Rao DS. Pai R (2014) Static characteristics of a fluid film bearing with TiO2 based nanolubricant using the modified Krieger–Dougherty viscosity model and couple stress model. Tribol Int, 75(3): 69-79.
  • Binu KG, Yatish K, Shenoy BS, Rao DS, Pai R (2017) Performance characteristics of finite journal bearings operating on TiO2 based nanolubricants. Pertanika J of Sci and Technol 25(3): 963-976.
  • Rao T, Rani A, Sufian S. Mohamed N (2017) Thin film hydrodynamic bearing analysis using nanoparticle additive lubricants. Eng App of Nanotechnology. Cham 3(6): 149-173.
  • Suryawanshi SR. Pattiwar JT. (2018) Effect of TiO2 nanoparticles blended with lubricating oil on the tribological performance of the journal bearing. Tribol in Industry 40 (3): 370-391.
  • Suryawanshi SR. Pattiwar JT., (2019) Experimental study on an influence of bearing geometry and TiO2 nanoparticle additives on the performance characteristics of fluid film lubricated journal bearing. Tribol in Industry 41(2): 220-236.
  • Hammza TM, Abdulkareem AA, Abas EN (2020) Influence of the solid particles nanofluid on the dynamic behaviour of rotor fluid film journal bearing systems. J of Mech Eng Research and Developments 43(7): 149-162.
  • Rasoolizadeh Shooroki A, Dashti Rahmatabadi A, Zare Mehrjardi M. (2021) Effect of volume percentage of nanoparticles added to the lubricant on the performance characteristics of the hydrodynamic textured journal bearings. J of Mech Eng Uni of Tabriz 51(2): 73-82.
  • Jason YJJ, How HG, Teoh YH. Chuah HG. (2020) A Study on the tribological performance of nanolubricants. Processes 8(11): 1372-1378.
  • Kotia A, Rajkhowa P, Rao GS, Ghosh SK, (2018) Thermophysical and tribological properties of nanolubricants: A review. Heat and Mass Trans 54(1): 3493-3508.
  • Saidur R, Kazi SN, Hossain MS, Rahman MM, Mohammed HA. (2011) A review on the performance of nanoparticles suspended with refrigerants and lubricating oils in refrigeration systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (1): 310-323.
  • Rahmatabadi AD, Zare Mehrjardi M, Fazel MR, (2010) Performance analysis of micropolar lubricated journal bearings using GDQ method. Tribol Int, 43(11): 2000-2009.
  • Lund JW. Thomsen KK, (1987) A calculation method and data for the dynamic coefficients of oil-lubricated journal bearings. Topics in Hydrodynamic Fluid Film Bearing and Rotor Bearing System Design and Optimization In: ASME conference, Chicago: 1–29.
  • Khonsari M. M., Brewe D. E., (1989) On the performance of finite journal bearings lubricated with micropolar fluids. STLE, Tribol Int, 32(2): 155-160.
مکانیک سازه ها و شاره ها
دوره 12، شماره 3
مرداد و شهریور 1401
صفحه 103-116

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار