Research Article

İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi

Volume: 16 Number: 1 January 31, 2024
EN TR

İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi

Abstract

Hidrodinamik yataklar dönel mekanik sistemlerin önemli bir elemanı olup, birçok makinada tercih edilmektedir. Ancak rotorun yüksek hızlarda ve ağır yükler altında çalıştırıldığı durumlarda, yatak-rotor sistemi, yağın ısınması sebebiyle önemli rotordinamiği problemleri ile karşı karşıya kalmaktadır. Bu çalışmada hidrodinamik yatak ile desteklenmiş rotorun statik ve dinamik karakteristikleri ve sistemin kararlılığı, yağlayıcı viskozitesinin sıcaklığa bağlı değişimi dikkate alınarak sayısal olarak incelenmiş ve farklı radyal boşluk değerleri için termal durumun sistem karakteristikleri üzerindeki etkileri araştırılmştır. Yağlayıcının yatak ve rotor yüzeyleri arasındaki akışı Dowson denklemi ile değişken viskozite için modellenmiş ve pertürbasyon denklemleri 2 serbestlik dereceli bir sistem için türetilmiştir. Yağın sıcaklık dağılımı 3 boyutlu enerji denklemi ile modellenmiş, ve yatak ile yağ arasındaki ısı transferi modele dahil edilmiştir. Geliştirilen algoritma ile pertürbasyon denklemleri ve sıcaklık modelleri eş zamanlı olarak sonlu farklar şeması ile çözülmüş, farklı çalışma koşulları ve farklı paramterler için benzetimler gerçekleştirilmiş ve sistemin kararlılığı analiz edilerek kritik hız oranları ve kritik rotor ağırlıkları incelenmiştir. Termal etkinin sistemin statik ve dinamik performans üzerinde daha küçük radyal boşluk miktarına sahip hidrodinamik yataklar için daha baskın olduğu tespit edilmiş, sistemin kararlı bölgelerinin termal etki ile birlikte azaldığı görüşmüştür.

Keywords

hidrodinamik yatak, dinamik karakteristik, kararlılık analizi, pertürbasyon yöntemi

References

  1. Dowson, D., Hudson, J.D., Hunter, B. & March, C.N. (1966). An experimental investigation of the thermal equilibrium of steadily loaded journal bearings. Proceedings of Instutation of Mechanical Engineering Conference Proceedings, 181, 70–80. https://doi.org/10.1243/pime_conf_1966_181_034_02
  2. Ferron, J., Frene, J. & Boncompain, R. (1983), A study of the thermohydrodynamic performance of a plain journal bearing comparison between theory and experiments, ASME. J. of Lubrication Tech., 105:3, 422–428. https://doi.org/10.1115/1.3254632
  3. Feng, H., Jiang, S. & Ji, A. (2019). Investigations of the static and dynamic characteristics of water-lubricated hydrodynamic journal bearing considering turbulent, thermohydrodynamic and misaligned effects. Tribology International, 130, 245-260, https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.09.007
  4. Garg, H. C., Kumar, V., & Sharda, H. B. (2010). Performance of slot-entry hybrid journal bearings considering combined influences of thermal effects and non-Newtonian behavior of lubricant. Tribology International, 43(8), 1518-1531. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2010.02.013
  5. Klit, P., & Lund, J. W. (1986). Calculation of the Dynamic Coefficients of a Journal Bearing, Using a Variational Approach. ASME. Journal of Tribology, 108:(3), 421–424. https://doi.org/10.1115/1.3261223
  6. Li, B., Sun, J., Zhu, S., Fu, Y., Zhao, X., Wang, H., Qing, T., Ren, Y., Li, Y., & Zhu, G. (2019). Thermohydrodynamic lubrication analysis of misaligned journal bearing considering the axial movement of journal. Tribology International, 135, 397-407. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.03.031
  7. Majumdar, B., C., Pai, R., & Hargreaves, D., J. (2004) Analysis of water-lubricated journal bearings with multiple axial grooves. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 218:(2),135-146. https://doi:10.1177/135065010421800208
  8. Maneshian, B., & Nassab, S., A., G. (2009). Thermohydrodynamic analysis of turbulent flow in journal bearings running under different steady conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 223:(8), 1115-1127. https://doi:10.1243/13506501JET575
  9. Pai, R., S., & Pai, R. (2008). Stability of four-axial and six-axial grooved water-lubricated journal bearings under dynamic load. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 222:(5), 683-691. https://doi:10.1243/13506501JET356
  10. Pai, R., Rao, D. S., Shenoy, B. S., & Pai, R. S. (2012). Stability characteristics of a Tri-taper journal bearing: A linearized perturbation approach. Journal of Materials Research and Technology, 1:(2), 84-90. https://doi.org/10.1016/S2238-7854(12)70016-9
APA
Dal, A. (2024). İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 16(1), 304-319. https://doi.org/10.29137/umagd.1404559
AMA
1.Dal A. İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi. IJERAD. 2024;16(1):304-319. doi:10.29137/umagd.1404559
Chicago
Dal, Abdurrahim. 2024. “İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development 16 (1): 304-19. https://doi.org/10.29137/umagd.1404559.
EndNote
Dal A (January 1, 2024) İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development 16 1 304–319.
IEEE
[1]A. Dal, “İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi”, IJERAD, vol. 16, no. 1, pp. 304–319, Jan. 2024, doi: 10.29137/umagd.1404559.
ISNAD
Dal, Abdurrahim. “İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development 16/1 (January 1, 2024): 304-319. https://doi.org/10.29137/umagd.1404559.
JAMA
1.Dal A. İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi. IJERAD. 2024;16:304–319.
MLA
Dal, Abdurrahim. “İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi”. International Journal of Engineering Research and Development, vol. 16, no. 1, Jan. 2024, pp. 304-19, doi:10.29137/umagd.1404559.
Vancouver
1.Abdurrahim Dal. İki Serbestlik Dereceli Rotor-Hidrodinamik Yatak Sisteminin Kararlılığının Termal Etki Altında İncelenmesi. IJERAD. 2024 Jan. 1;16(1):304-19. doi:10.29137/umagd.1404559