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

Abstract

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.