دانلود فرمت word : دانلود پروزه رشته مکانیک درباره روان کاری هیدرواستاتیکی – قسمت دوم

در یک سیستم روانکاری اکثراً چندین یاتاقان از یک پمپ تغذیه می کنند . همچنین حوضچه های متعدد روغن اکثراً از یک پمپ تغذیه می کنند ، زیرا بهره گیری از پمپ مستقل برای هر یاتاقان و یا هر حوضچه مستلزم هزینه زیادی می باشد . البته در این صورت لازم می باشد نسبت به توزیع روغن تدابیر فنی لازم به اقدام آید تا به هر قسمت به اندازه کافی روغن برسد . برای این مقصود محدود کننده جریان در انشعابات فرعی نصب می گردد که ساده ترین نوع آنها شامل عبور و یا پاشش از سوراخ و یا از یک لوله کم قطر ظریف (کاپیلاری) می باشد . در این دو نوع محدود کننده افت فشار با مقداردبی متناسب می باشد .

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

وقتی بار یاتاقان افزایش پیدا کند ضخامت فیلم کاهش می یابد و در نتیجه مقدار دبی پایین می آید و این افت فشار کمتری را در تنظیم کننده به دنبال خواهد داشت . در نتیجه فشار فیلم در یاتاقان بالا خواهد رفت (فشار انشعاب اصلی p s یعنی فشار ورودی تنظیم کننده ثابت می باشد ) این اقدام تأثیر یک تنظیم کننده را در جبران فشار نشان می دهد. هر گاه به فرض جریان روغن در یاتاقان متوقف باشد ، فشار فیلم با فشار p s برابر خواهد بود ، زیرا که در تنظیم کننده افت فشار نداریم . پس در این حالت فرضی هم فشار روغن در حوضچه وضع خوبی خواهد داشت .برای سیستم نشان داده شده در شکل (4-2) یک پمپ برای چندین یاتاقان فعالیت می کند . شیر اطمینان B فشار ثابت ps تأمین می کند . وقتی فشار پمپ بیش از اندازه بالا باشد ، بدیهی می باشد که مقدازی از روغن خروجی پمپ به منبع برمی گردد که با QR نشان داده شده می باشد . در بیشتر اوقات QR صفر می باشد . همان گونه که قبلاً گفته گردید محدود کننده های جریان برای توزیع سهم هر یاتاقان به کار می رود و اگر فقط یک یاتاقان داشته باشیم دیگر این وسیله لازم نخواهد بود . در این حالت معمولاً از شیر کنترل جریان بهره گیری می گردد . یکی از امتیازات محدودکننده جریان از نوع سوراخ و یا کاپیلاری می باشد که ذرات معلق روغن آزادانه از آن عبور می کنند و گرفتگی پیش نمی آید ، در صورتی که در مورد شیر کنترل جریان وضع چنین نیست . این وسیله به ذرات معلق روغن حساسیت داشته و در صورت بهره گیری از آن وجود یک فیلتر مناسب ضروری می باشد .

  شكل 4-2-سيستم ياتاقان هيدرواستاتيكي با خوضچه متعدد روغن

  شكل 5-2-محدود كننده جريان از نوع كاپيلاري قابل تنظيم

یک نوع محدود کننده کاپیلاری قابل تنظیم در شکل (5-2) ملاحظه می گردد . در این وسیله از پیچ با رزوه مستطیلی بهره گیری شده می باشد و فضای ایجاد شده بین استوانه و پیچ یک کاپیلاری مارپیچی ایجاد می کند . با پیچاندن این پیچ طول کاپیلاری تغییر می کند . از این وسیله می توان در مواردی که با یک پمپ به چندین محل روغن فرستاده می گردد بهره گیری نمود .

7-2 مشخصات سفتی فیلم هیدرواستاتیکی

مقصود از مشخصات سفتی یعنی نحوه تغییرات ضخامت فیلم نسبت به بار کلی وارده . محاسبات را روی یاتاقان پاشنه ای برای شرایط مختلف انجام می دهیم آغاز حالت ساده ای شامل یک حوضچه گرد را مطالعه می کنیم .

بین روابط (10-2) و (9-2) مربوط به این حالت وقتی ln(R/R0) حذف گرددخواهيم داشت:

                                                           (20-2)
در حالت دبی ثابت ارتباط فوق را به صورت زیر می نویسیم (حالت دبی ثابت با بهره گیری از پمپ جابجایی مثبت و یا شیر کنترل جریان قابل دستیابی می باشد ) :

                                         (21-2)

در این ارتباط C ترکیب کمیتهای ثابت می باشد . حال از W نسبت به h0 مشتق گرفته و برای ضریب

سفتی k1 خواهیم داشت :                (22-2)                 

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

علامت منفی حاکی می باشد که با ازدیاد W ضخامت h0 کاهش پیدا می کند . با بهره گیری از ارتباط (3-19) در حالت دبی ثابت هر گاه بار W دو برابر گردد ضخامت فیلم طبق ارتباط زیر تغییر می کند :

                                       (23-2)
يعنی اگر بار کلی وارده دو برابر گردد ، تنها %21 از ضخامت فیلم کاسته می گردد . با بهره گیری از ارتباط هاي قبل می توان نوشت :

بر اساس ارتباط بالا اگر در صورت امکان بتوان سیستم کنترل خاصی طرح نمود که با ازدیاد بار دبی هم متناسباً بالا برود . در این صورت h0 ثابت می ماند یعنی ضریب سفتی فیلم بی نهایت می گردد .

الف- محدود کننده از نوع کاپیلاری

با بهره گیری از ارتباط (9-2) برای دبی روغن یاتاقان داریم :

                                     (24-2)

برای جریان روغن از یک کاپیلاری به طول lc و شعاع مقطع Rc خواهیم

داشت :                                 (25-2)                        

واضح می باشد كه :

(26-2)

در حالی که داریم:                                                                

پس با در نظر داشتن روابط قبل:

             (27-2)

زیرا بر طبق اصل پیوستگی QB=QC می باشد ، نتیجه زیر حاصل می گردد :

                           (28-2)                                                                                                                                                 

در این ارتباط PS فشار ورودی محدودکننده و P0 فشار خروجی آن می باشد. حال ارتباط (3-4) را در مورد ظرفیت تحمل بار یاتاقان مجدداً تحت مطالعه قرار می دهیم

                     (29-2)                                  

واضح می باشد که :          

                             (30-2)                

با حذف P0 خواهیم داشت :

                         (31-2)              

حال اگراز W نسبت به h0 مشتق بگیریم ، ضریب سفتی فیلم روغن حاصل می گردد :

                       (32-2)                                             

علامت منفي حاكي می باشد كه با ازدیاد بار w ، ضخامت h0 کاهش پیدا می کند و لزومی به

حفظ علامت منفی نیست . حال با جایگزینیهای مناسب از روابط قبلی خواهیم داشت:

                             (33-2)

در حالیکه ارتباط اخیر را می توان به صورت زیر نوشت:

                                                 (34-2)

ضریب سفتی k2 به ازاء حداکثر می باشد . برای اثبات موضوع از k2 نسبت به k مشتق گرفته ،برابر صفر قرار دهید . بنابر این در شرایطی که p0 نصف ps باشد ، سفتی فیلم روغن حداکثر می باشد .

در ارتباط (33-2) به ازاء و نیز با بهره گیری از ارتباط (29-2) خواهیم داشت:

                                                         (35-2)

پس وقتی از محدودکننده کاپیلاری بهره گیری گردد ضریب سفتی نصف حالت قبلی (دبی ثابت ) خواهد بود.

بایستی توجه داشت که این نتیجه گیری برای یک ضخامت فیلم h0 معین صادق می باشد .

ب- محدود کننده از نوع سوراخ

برای جریان از یک سوراخ با لبه تیز داریم :

                                       (36-2)

در این جا Q0 دبی ، d0 قطر سوراخ ،ρ جرم مخصوص سیال و CD ضریب تخلیه می باشد ، و مثل

حالت قبل برای جریان یاتاقان از ارتباط (24-2) بهره گیری می کنیم . پیوستگی جریان ایجاب می کند که :

QB=Q0

و يا :

  37-2) (

با معرفي ضريب k0 به صورت :

   (38-2)  
معادله (37-2) به صورت زیر نوشته می گردد :

                                                       (39-2)

 w=p0A با در نظر داشتن بحث قبلی داریم:

با بهره گیری از این ارتباط و با حذف P0 از ارتباط (37-2) خواهیم داشت :

                     (40-2)            

ریشه قابل قبول معادله فوق برای w بر حسب h0 به صورت زیر می باشد :

                             (41-2)                                

برای به دست آوردن ضریب سفتی k3 فیلم از w نسبت به h0 مشتق می گیریم و بهتر می باشد

محاسبات را به صورت زیر ادامه دهیم :

     (42-2)

وقتي از ارتباط (37-2) بهره گیری گردد خواهیم داشت :

 (43-2)      

ارتباط (43-2) با بهره گیری از w=p0A بر حسب PS (PS معمولاً ثابت در نظر گرفته می گردد) به صورت زیر نوشته می گردد:

   (44-2)  

وقتی به ازاء مقادیر مختلف k مقدار k3 را مورد مطالعه قرار دهیم ، ملاحظه خواهدشد که با ازدیاد k مقدار k3 هم بالا می رود .به بیانی دیگر هر قدر افت فشار در محدودکننده از نوع سوراخ کمتر باشد ، سفتی فیلم روغن بالاتر خواهد رفت . وقتی به فرض ، باشد . داخل پرانتز ارتباط (44-2) مساوی 0/555 می باشد . در مقایسه با حالت مشابه در محدودکننده از نوع کاپیلاری ، ضریب سفتی فیلم در این نوع محدودکننده بالاتر می باشد.

8-2 ضرایب کفشک

. بدون در نظر گریری شکل یا اندازه ظرفیت حمل بار یک کفشک یاتاقان را میتوان به شکل کلی تری بیان نمود :                         (45-2)                      

که در آن = ضریب بارکفشک یاتاقان بدون بعد

= کل تصویر مساحت کفشک ، بر حسب

مقدار جریان روان کننده در عرض یک کفشک و از میان لقی یاتاقان ، می گردد :

  (46-2)

که در آن ضریب بدون بعد جریان کفشک یاتاقان می باشد . قدرت پمپاژ لازم برای کفشک هیدرواستاتیکی را می توان توسط حاصل ضرب تورفتگی و جریان به دست آورد .

فرض کنید که سرعت زاویه ای صفر می باشد به ترتیب که افت لزجت به خاطر افت توان صفر می باشد :

(47-2)                                

که در آن ضریب بعد قدرت کفشک یاتاقان می باشد .

پس طراح یاتاقان هیدرواستاتیکی در آغاز سه ضریب بدون بعد یاتاقان () را مورد مطالعه قرار می دهد . مقادیر هر دو ضریب از این ضرایب برای تعیین سومی کافی می باشد . ضرایب یاتاقان ، کمیتهای بدون بعدی هستند که مشخصه های عملکرد بار ، جریان و قدرت را به پارامترهای فیزیکی مربوط می کنند . ضرایب یاتاقان برای چندین نوع کفشک یاتاقان در نظر گرفته خواهد گردید .

1-8-2 کفشک یاتاقان پله ای مدور

با دوباره نویسی معادلات (10-2) ، (11-2) ، و (14-2) بر حسب معادلات (45-2) تا (47-2) ، به ترتیب داریم :

(48-2)                                              

(49-2)                                          

     (50-2)                                        

مساحت تصویر شده کلی کفشک ، عبارت می باشد از :

در شکل6-2 سه ضریب کفکشک یاتاقان برای نسبتهای مختلف شعاع تورفتگی به شعاع یاتاقان برای یک یاتاقان کف گرد پله مدور نشان داده می گردد . ضریب بار کفشک یاتاقان   از صفر برای تورفتگیهای خیلی کوچک تا واحد برای یاتاقانهای دارای تورفتگیهای بزرگ نسبت به ابعاد کفشک تغییر می کند . در واقع   اندازه گیری راندمان یاتاقان در بهره گیری از فشار تورفتگی برای طرفداری از باز اعمالی می باشد .

ضریب جریان کفشک یاتاقان از مقدار واحد برای تورفتگی های نسبتاً کوچک تا مقداری نزدیک به بی نهایت برای یاتاقانهای با تورفتگیهای خیلی بزرگ ، تغییر می کند . به گونه فیزیکی ضمن بزرگ شدت تورفتگی نسبت به یاتاقان ، مقاومت هیدرولیکی به جریان سیال کاهش می یابد و لذا جریان افزایش پیدا می کند . همچنین از شکل (6-2) ، ضریب قدرت برای تورفتگیهای خیلی خیلی کوچک به سمت بی نهایت میل می کند و ضمن افزایش تورفتگی به یک مقدار کمینه کاهش می یابد ، و سپس برای تورفتگیهای خیلی بزرگ دوباره به سمت بی نهایت میل می کند . برای یک یاتاقان کف گرد پله ای مدور ، مقدار کمینه در اتفاق می افتد .

شکل 6-2-جدول براي تعيين ضرايب كفشك ياتاقان كفگرد پله اي مدور
2-8-2 یاتاقان کف گرد حلقه ای

شکل (7-2) یک یاتاقان کف گرد حلقه ای با چهارشعاع مختلف برای تعریف تورفتگی و کفی را نشان می دهد .در این یاتاقان ، روان کننده از تورفتگی حلقه ای روی کفیهای داخلی و خارجی جریان پیدا می کند .یک تجزیه و تحلیل مشابه با قسمتهای قبل برای یک یاتاقان کف گرد پله مدور ، عبارات زیر را برای ضرایب کفشک به دست می دهد :

                        (51-2)                      

                   (52-2)                          

                       (53-2)                                                        

برای این نوع یاتاقان مساحت تصویر شده کفشک عبارت می باشد از :

شکل 7-2

شکل 8-2 ضرایب کفشک برای یک یاتاقان کفشک کف گرد حلقه ای برای را نشان می دهد . این نتایج مستقیماً توسط محاسبه معادلات (51-2) تا (53-2) به دست مس آیند . برای این شکل فرض می گردد که تورفتگی حلقه ای به صورت مرکزی در داخل عرض یاتاقان واقع می گردد . پس دلالت بر این دارد که می باشد . توجه کنید که منحنی برای ضریب بار برای تمام نسبتهای می باشد . توجه کنید که منحنی برای ضریب بار برای تمتم نسبتهای به کارگرفته می گردد .

شکل 8-2-جدول براي تعيين ضراييب كفشك براي

ياتاقان كفشكي كف گرد حلقه اي

3-8-2 قطاعهای مستطیلی

اگر افت فشار در عرض کفی قطاع مستطیلی خطی باشد ، ضرایب کفشک را می توان محاسبه نمود . شکل 9-2 یک قطاع مستطیلی همراه با توزیع فشار خطی را نشان می دهد .

ضرایب کفشک برای قطاع مستطیلی عبارتند از :

       (54-2)                                            

     (55-2)                                                    

   (56-2)                                                                    

مساحتهای یاتاقان ، تورفتگی و کفی عبارتند از :

معادله (55-2) یک نرخ جریان پاینده و بارهای بزرگتر از آن چیز که که عملاً تجربه می کند را تولید می کند . معادله (54-2) بارهایی تولید می کند که کمی کوچکتر هستند .

با فرض این که چهار گوشه نقشی ندارند :

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

(57-2)                                                              

پاسخ دهید