مدل سازی دینامیکی و تحلیل آزمایشگاهی اتلاف توان در یک سیستم دوار با عیوب ناهمراستایی زاویه ای و نابالانسی

مساله اتلاف انرژی در ماشین آلات دوار به دلیل وجود عیوب ناهمراستایی و نابالانسی یکی از مهمترین مسایل در صنایع مرتبط به شمار می رود. لذا در این پژوهش، ابتدا با مدل-سازی قسمت های مختلف یک سیستم دوار دیسک-محور- کوپلینگ با کوپلینگ انعطاف پذیر با استفاده از روشی نوین مبتنی بر دینامیک محاسباتی، میزان اتلاف توان در صورت وجود هر دو عیب ناهمراستایی زاویه ای و نابالانسی تعیین می گردد. برای این منظور، از المان های فنر-میراکننده خطی و پیچشی برای مدل سازی کوپلینگ انعطاف پذیر استفاده می شود. پس از معرفی سیستم مورد نظر، ابتدا معادلات قیود سینماتیکی نوشته می شوند و سپس فرم کلی معادلات حرکت بر اساس روش اویلر-لاگرانژ بدست می آیند. در ادامه، به تفصیل مراحل استخراج نیروهای تعمیم یافته بیان می شود. پس از استخراج روابط حاکم بر مساله و حل عددی آن ها با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه پنج، توان اتلافی سیستم معیوب محاسبه می گردد. همچنین، تاثیر افزایش نابالانسی و ناهمراستایی زاویه ای بر جابجایی مرکز دیسک و نیروهای وارد بر تکیه گاه مورد بررسی قرار می گیرد. در بخش بعدی این پژوهش، جهت صحت سنجی نتایج تئوری با انجام مجموعه ای از آزمایش های عملی بر روی سیستم شبیه ساز عیوب و محاسبه توان مصرفی دستگاه، میزان توان اتلافی به صورت تجربی محاسبه می شود. برای این منظور، از تحلیل گر توان دیجیتال که بر سر راه دستگاه قرار می گیرد، استفاده می شود. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، ارتباط افزایش توان اتلافی در اثر افزایش پارامترهایی نظیر سرعت، ناهمراستایی زاویه ای و نابالانسی به وضوح مشاهده می شود.

کلیدواژه ها:

Power loss ، Unbalance mass ، Angular misalignment ، Bearing forces ، توان اتلافی ، نابالانسی ، ناهمراستایی زاویه ای ، نیروهای تکیه گاهی