بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی دارای ۳۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی۲ ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن بررسی روان کاری هیدرواستاتیکی :

روان کاری هیدرواستاتیکی

۱-۲ مقدمه

در روان کاری هیدرودینامیکی ، سطح یاتاقان کاملاً توسط یک فیلم سیال از یکدیگر جدا می شوند. با استفاده از عمل لغزندگی جدایی فیلم به دست آمد تا با مکانیزم تولید فشار گوه فیزیکی ، فشار داخل یاتاقان توسعه یابد. چنین یاتاقانهایی علاوه بر داشتتن نیروی بازدارنده از حرکت، اصطکاکی پایین و نیز افت قدرت پایین ،از امتیاز بسیار خوب ساده بودن ،برخوردارند.لذا قابل اعتماد و ارزان بوده و نگهداری آنها راحت است ،یاتاقانهای کشویی روان کاری شونده به صورت هیدرودینامیکی خود عمل کننده هستند ،اگر چه که از معایب مهم و به خصوص زیر ، برخوردارند:

۱-اگر سرعت طراحی پایین باشد ،ممکن است تولید فشار هیدرودینامیکی لازم ، مکان پذیر نباشد.

۲- روان کاری فیلم سیال ممکن است در زمان شروع ،تغییر جهت داده و یا قطع شود

۳- در یاتاقان ژورنال در نظر گرفته شده در فصلهای گذشته ، محور به طور هم مرکزی کار کرده و موقعیت یاتاقان با بار تغییر می کند؛ بنابر این دلالت بر شقی پایین دارد.

در یاتاقانهای روان کاری شونده هیدرواستاتیکی (همچنین «تحت فشار از خارج» نامیده می شود) ، سطوح یاتاقان توسط یک فیلم سیال نگه داشته شده توسط یک منبع فشار در خارج این یاتاقان جدا می شوند . یاتاقانهای هیدرواستاتیکی معایب ۱ و ۲ را نداشته و تغییرات موقعیت یاتاقان با بار ذکر شده در معایب ۳ را تقلیل می دهند . مشخصه های یاتاقانهای روان کاری شونده به صورت هیدرواستاتیکی عبارتند از :

۱- اصطکاک خیلی خیلی پایین .

۲- ظرفیت حمل بار بسیار بالا در سرعتهای پایین.

۳- دقت جایگذاری خیلی بالا در سرعت بالا و کاربرد بار سبک.

بنابر این یاتاقانهای روان کاری شونده هیدرواستاتیکی زمانی مورد استفاده قرار می گیرند ، که نیاز مبرمی به آنها باشد؛ مثل تلسکوپهای بزرگ و واحدهای جستجو کننده رادار ، که در آنها بار های خیلی خیلی سنگین و سرعتهای خیلی خیلی پایین استفاده می شوند ، یا در ماشین ابزارها و ژیروسکوپها ،که در آنها سرعتهای خیلی بالا ، بارهای سبک و روان کننده های گازی استفاده می شوند .

۲-۲ تشکیل فیلم سیال

در یک سیستم یاتاقان ساده بدون فشار قسمت چرخنده که تحت تأثیر بار است، روی کفشک یاتاقان قرار داده می شود . ضمن افزایش فشار منبع فشار در تورفتگی کفشک نیز افزایش می یابد . فشار قسمت تورفتگی تا نقطه ای افزایش می یابد که فشار روی قسمت چرخنده بر روی مساحتی برابر با مساحت تورفتگی کفشک به اندازه کافی برای بلند کردن بار باشد . این ، به طو ر متداول (بالابری فشار ) p_۱ نامیده می شود . درست بعد از این که قسمت چرخنده از کفشک یاتاقان جدا می شود ، فشار تورفتگی کمتر از مقدار لازم برای بلند کردن چرخنده یاتاقان است (p_r<p_l) . پس از بلند شدن ، جریان به داخل سیستم وارد می شود . بنابر این یک افت فشار بین منبع فشار و یاتاقان و از (در عرض محدودکننده ) تورفتگی تا خروجی یاتاقان وجود دارد . اگر بار بیشتری به یاتاقان اضافه شود ، ضخامت فیلم کاهش یافته و فشار تورفتگی بالا خواهد رفت تا فشار انتگرال گرفته شده در عرض زمین با بار برابر شود . اگر بار سپس به کمتر از مقدار اولیه تقلیل یابد ضخامت فیلم تا مقدار بالاتری افزایش خواهد یافت و فشار تورفتگی مطابق با آن کاهش می یابد . بار بیشینه که می تواند توسط کفشک حمایت شود ، از لحاظ تئوری ، وقتی که فشار تورفتگی برابر با فشار منبع است ، به دست خواهد آمد اگر باری بزرگتر از این به کار گرفته شود ، یاتاقان خواهد نشست ، و همان طور نشسته باقی می ماند تا بار تقلیل یابد و دوباره توسط فشار منبع حمایت می شود.

شکل ۱-۲ تشکیل فیلم سیال در یاتاقان هیدرواستاتیک.(الف)پمپ خاموش

(ب)فشار در حال افزایش،(ج)فشار ضرب در مساحت تو رفتگی برابر با

بار عمودی اعمال شده،(د)یاتاقان در حال عمل،(ه) بار افزوده شده،(و)بار

کاهش داده شده

۳-۲ بررسی جریان روغن از میان دو صفحه موازی

	v

Y

y

V

F3

f3

h f2 f1

f4

x

فرضها: شکل ۲-۲

۱- سیال نیوتنی و غیر قابل تراکم است.

۲- جریان آرام و یکنواخت است .

۳- نیروهای اینرسی ناچیز و نیروهای جسمی نیز کوچک هستند و در مقایسه با نیروهای فشار

۴- فرض شود هیچ لغزشی بین روان کار و سطوح مرزی وجود ندارد.

۵- ویسکوزیته ثابت است.

۶- جریان فقط در امتداد محور x است و نتیجتاً فشار p فقط تابع x و T تابع y است.

اگر عرض المان در امتداد b,z فرض گردد داریم:

(۱-۲)

(۲-۲)

(۳-۲)

برای سیال نیوتنی داریم:

(۴-۲)

شرایط مرزی :

۱- با فرض اینکه هیچ لغزشی بین روان کار و سطوح مرزی وجود نداشته باشد داریم:

@ ,

@ ,

جا گذاری در معادله بالا :

(۵-۲)

هنگامی که فشار حداکثر است:

و

اگر Q حجم روان کار که در جهت x جریان دارد ، تعریف شود ، با استفاده از پهنای b در

جهت z ، حجم روان کار را می توان به دست آورد:

(۶-۲)

اگر در شعاع r ، المانی با عرض dr و به طول ۲πr در نظر بگیریم ، از فرمولی که قبلاً برای محاسبه حجم روان کار بین دو صفحه موازی به دست آمده استفاده کنیم، به جای dx مقدار dr و به جای b ، ۲πr را قرار دهیم و برای فیلم روان

شکل۳-۲-یاتاقان هیدرواستاتیکی

کار مقدار ثابت h _۰ در نظر بگیریم و سرعت سطح متحرک را صفر در نظر بگیریم ، (v=0) داریم:

(۷-۲)

و برای مقدار ثابت Q داریم:

(۸-۲)

شرایط مرزی:

در سطح حوضچه تا سطح R_۰ فشار برابر فشار ورودی P_۰ فرض گردد.

(۹-۲) (۱۰-۲)

۲-۳-۲ محاسبه ظرفیت تحمل بار:

(۱۱-۲)

بهینه سازی قطر حوضچه: ۴-۳-۲

(۱۲-۲) ۲) (۱۳-

(E_۱P) توان لازم برای پمپ کردن روان کار (قدرت پمپ) : ۵-۳-۲

(۱۴-۲)

اگر رابطه توان پمپ را برای h_۰ ،w ،A ، معین بررسی کنیم می توان حداقل قدرت پمپ را نسبت به قطر حوضچه به دست آوریم. دیده می شود که قدرت پمپ وقتی حداقل است که ضریب k_pq حداقل باشد . اگر برای مقادیر مختلف تغییرات ضریب k_pq را بررسی کنیم ، می توانیم نسبت حدی جهت حداقل کردن قدرت پمپ را مشخص کنیم .

شکل ۴-۲

وقتی نسبت برابر ۰/۵ است ، مقدار k_pq حداقل می باشد . برای حالت هندسی خاص مزبور، قدرت پمپ حداقل است .

۶-۳-۲بهینه سازی ضخامت فیلم :

نیروی اصطکاکی متعلق به المان سطح ۲πrdr

(۱۵-۲)

u=rw

گشتاوردر اصطکاکی کل ، عمدتاً به ناحیه خارج از سطح حوضچه می شود:

(h=h_۰)

(۱۶-۲)

۴-۳-۲قدرت اصطکاکی : E _۱f

(۱۷-۲)

کل توان لازم : با جمع کردن توان پمپ و توان اصطکاکی داریم:

(۱۸-۲)

اگر مشتق E _۱t را نسبت به h_۰ برابر صفر قرار دهیم h_۰=۰/۰۰۴۱۶۷ in ، به دست می آید. لازم به ذکر است که عملاً ضخامت فیلم در حدود ۰/۰۰۶ in نگه داشته می شود . در این صورت ازدیاد دما در فیلم کمتر است.

۵-۳-۲ ازدیاد دمای روغن

برای تخمین بالا رفتن دمای روغن فرض میکنیم کل توان اصطکاکی به گرما تبدیل می شود:

(۱۹-۲)

۶-۲ تنظیم کننده های جریان

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 استفاده از پمپ مستقل برای هر یاتاقان و یا هر حوضچه مستلزم هزینه زیادی می باشد . البته در این صورت لازم است نسبت به توزیع روغن تدابیر فنی لازم به عمل آید تا به هر قسمت به اندازه کافی روغن برسد . برای این منظور محدود کننده جریان در انشعابات فرعی نصب می شود 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 است . 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 عمل نقش 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 (۴-۲) یک پمپ برای چندین یاتاقان فعالیت می کند . شیر اطمینان B فشار ثابت p_s تأمین می کند . وقتی فشار پمپ بیش از اندازه بالا باشد ، بدیهی است که مقدازی از روغن خروجی پمپ به منبع برمی گردد که با Q_R نشان داده شده است . در بیشتر اوقات Q_R صفر است . همان طور که قبلاً گفته شد 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 استفاده می شود . یکی از امتیازات محدودکننده جریان از نوع سوراخ و یا کاپیلاری است 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 استفاده از آن وجود یک فیلتر مناسب ضروری است .

شکل ۴-۲-سیستم یاتاقان هیدرواستاتیکی با خوضچه متعدد روغن

شکل ۵-۲-محدود کننده جریان از نوع کاپیلاری قابل تنظیم

یک نوع محدود کننده کاپیلاری قابل تنظیم در شکل (۵-۲) ملاحظه می شود . در این وسیله از پیچ با رزوه مستطیلی استفاده شده است 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 شود استفاده کرد .