بررسی اغتشاشات حرکتی روتور با نابالانسی جرمی چرخان در فضای یاتاقان های ژورنال گازی غیرمدور

یاتاقان های ژورنال گازی با توجه به مزیت هایی نظیر کارکرد در سرعت های بالا و بحرانی، عدم آلودگی و اصطکاک پایین امروزه در طیف وسیعی از تجهیزات صنعتی و غیرصنعتی مانند توربوماشین ها، ماشین آلات صنایع غذایی، راکتورهای هسته ای و فرزهای دندانپزشکی بکار گرفته می شوند هر چند قابلیت حمل بار آنها در مقایسه با انواع روانکاری شونده با روغن پایین تر است. گسترش یاتاقان های گازی در دهه های اخیر سبب شده تا تحلیل عملکرد این گروه از تکیه گاه ها و تلاش در راستای بهبود آن توجه بسیاری از محققان حوزه روانکاری را به خود جلب کند. شکل هندسی یاتاقان و مشخصه های روانکار و روتور همه بر کیفیت رفتار پایا و دینامیکی یاتاقان های گازی موثر هستند. عدم توازن جرمی اجزاء دوار در سیستم های مکانیکی نیز خود عاملی برای تشدید رفتارهای اغتشاشی محسوب می شود. تغییر در شکل هندسی یاتاقان های ژورنال از حالت مدور متداول به انواع غیرمدور نیز پیشنهادی برای بهبود توانمندی آنها در حفظ پایداری دینامیکی می باشد. در پژوهش حاضر تاثیر عدم توازن جرمی بر نوع نوسانات اغتشاشی روتور در فضای یاتاقان های ژورنال هیدرودینامیکی غیرمدور سه لب گازی بررسی شده است. به همین منظور معادله رینولدز حاکم بر رفتار روانکار تراکم پذیر همزمان با معادلات حرکت روتور نامتوازن با کمک روش های حل عددی اجزاء محدود و رانگ کوتا تحلیل گردیده اند. در نهایت رفتار اغتشاشی دینامیکی روتور چرخان در فضای یاتاقان به ازای تغییر در نابالانسی جرمی و غیرمدوری یاتاقان در قالب نمودارهای مسیر دینامیکی، سری زمانی، طیف توانی، نیروهای اغتشاشی و نگاشت پوانکاره ترسیم شده اند. نتایج از تغییر نوع نوسانات حرکتی روتور از حالت تناوبی سیکل محدود به نوسانات KT تناوبی، رفتارهای شبه تناوبی و نامنظم منجر به سایش و برخورد بین سطوح محور و یاتاقان در حضور نابالانسی جرمی بویژه در پیش بارهای بالاتر با کاهش میزان غیرمدوری یاتاقان های سه لب حکایت دارند.

کلیدواژه ها:

نابالانسی جرمی ، اغتشاشات حرکتی روتور ، یاتاقان ژورنال گازی غیرمدور ، تحلیل دینامیکی غیرخطی ، روش حل عددی اجزاء محدود