تأثیر پریلود، سرعت و نسبت خروج از مرکزی روتور بر عملکرد ترموهیدرودینامیکی یاتاقان های ژورنال دولبُ

Abstract

تحلیل عملکرد یاتاقان‌های ژورنال روغنی با توجه به رشد روزافزون بکارگیری آنها به‌عنوان تکیه‌گاه‌ قطعات دوار در طیف گسترده‌ای از ماشین‌های صنعتی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. تنش‌های برشی و نیروهای اصطکاکی متناسب با سرعت لایه‌های روانکار در نقاط مختلف فضای لقی یاتاقان، زمینه تغییر شرایط دمایی را فراهم می‌آورند. عوامل مختلفی نظیر افزایش سرعت‌ محور، کاهش پهنای فضای لقی و کوچکی ضرایب انتقال حرارت روانکار، محور و پوسته یاتاقان زمینه تشدید تغییرات دمایی روانکار را موجب می‌گردند. با توجه به اینکه در نظر گرفتن اثرهای حرارتی می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد استاتیکی یاتاقان‌های ژورنال داشته و نتایج را تا حد قابل توجهی به شرایط عملکرد واقعی نزدیک سازد از این رو در پژوهش حاضر تأثیر پارامترهای طراحی نظیر سرعت دوران محور و میزان پریلود یا غیرمدوری بر تغییرات دمایی و کیفیت توزیع فشار فیلم روانکار، قابلیت حمل بار و زاویه وضعی تعادلی روتور در فضای لقی یاتاقان‌های دو لُب بررسی شده‌ است. به همین منظور معادلات رینولدز، انرژی و انتقال حرارت بر اساس شرایط جریان روانکار، محور و یاتاقان با بکارگیری روش حل عددی درونیابی مشتق تعمیم یافته‌ بازنویسی شده و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ارزیابی این معادلات امکان استخراج توزیع دما و فشار در فیلم سیال روانکار و تعیین تغییرات دمایی یاتاقان در هر گام تحلیل را فراهم می‌آورند. پس از طی مراحل تکرار، شرایط دمایی پایدار در نقاط مختلف فیلم روانکار، محور و پوسته یاتاقان برقرار می‌گردد. پارامترهای عملکرد یاتاقان با بکارگیری توزیع فشار حرارتی حاصل از حل معادله رینولدز با در نظر گرفتن شرایط دمایی و لزجت نهایی روانکار قابل محاسبه می‌باشند. مقایسه عملکرد یاتاقان‌های دو لُب با در نظر گرفتن اثرهای دمایی و بدون آن از کاهش لزجت و تضعیف توزیع فشار ایجاد شده در روانکار و در پی آن کاهش بار قابل حمل توسط یاتاقان بویژه در سرعت‌های دورانی بالای روتور حکایت دارد. همچنین نتایج، کاهش اثرهای دمایی بر عملکرد یاتاقان‌های مورد ارزیابی با افزایش میزان غیرمدوری را نمایش می‌دهند.