تأثیر درصد حجمی نانو ذرات افزوده شده به روانکار بر مشخصه‌های عملکرد یاتاقان ژورنال هیدرودینامیکی بافت‌دار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکاه یزد، یزد، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران

چکیده

هر گونه تغییر ماهیت سیال روانکار و ساختار هندسی بر عملکرد یاتاقان­های ژورنال به عنوان یکی از اجزاء متداول ماشین‌آلات صنعتی گوناگون بویژه سیستم‌های دوار اثربخش خواهد بود. با پیشرفت تکنولوژی در سال‌های اخیر زمینه تولید نانوسیال‌ها و ساخت سطوح بافت‌دار برای بهبود کُنش‌های سیال و سازه در سیستم‌های مکانیکی متنوع از جمله تکیه‌گاه‌های یاتاقانی فراهم گردیده‌است. در این راستا اثر عمق بافت­‌های استوانه­ای و افزودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به روانکار بر عملکرد حالت پایای یاتاقان ژورنال هیدرودینامیکی در پژوهش حاضر ارزیابی شده‌است. تحلیل با بازنویسی معادله رینولدز حاکم بر روانکاری هیدرودینامیکی یاتاقان‌های ژورنال روغنی با توجه به تغییرات ضخامت فیلم روانکار، متأثر از بافت‌های سطحی پوسته یاتاقان و لزجت نسبی نانوسیال روانکار متأثر از افزایش درصد حجمی نانو ذرات به روانکار پایه، آغاز و به کمک روش حل عددی اجزاء محدود تکمیل گردیده‌است. نتایج از افزایش بیشینه فشار، قابلیت حمل بار و اصطکاک یاتاقان با افزایش حجم نانو ذرات تأثیرگذار بر لزجت نسبی روانکار و بالعکس، کاهش این مشخصه­ها با افزایش عمق بافت­های سطحی مؤثر بر ضخامت فیلم روغن محبوس بین سطوح روتور و یاتاقان حکایت دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Shenoy B. S., Binu K. G., Pai R., Rao D. S., Pai R. S., Effect of nanoparticles additives on the performance of an externally adjustable fluid film bearing. Tribol. Int, Vol. 45, pp. 38-42, 2012.
[2]     Babu K. S., Nair K. P., Rajendrakumar P. K., Computational analysis of journal bearing operating under lubricant containing  and  nano particles. International Journal of Engineering, Science and Technology, Vol. 6, No.1, pp. 34-42, 2014.
[3]     Binu K. G., Shenoy B. S., Rao D. S., Pai R., Static characteristics of a fluid film bearing with  based nano lubricant using the modified Krieger–Dougherty viscosity model and couple stress model. Tribol. Int, Vol. 75, pp. 69-79, 2014.
[4]     Babu S. K., Nair P. K., Rajendrakumar P. K., Static characteristics of thermo hydrodynamic journal bearing operating under lubricants containing nanoparticles. Industrial Lubrication and Tribology, Vol. 67, No.1, pp. 38-46, 2015.
[5]     Yathish K., Binu K. G., Static characteristics of two-axial groove journal bearing operating on  nano lubricant using a temperature dependent viscosity model. Journal of Mechanical Engineering and Automation, Vol. 7, No.5, pp. 150-154, 2017.
[6]     Sinanoglu C., Nair F., Karamıs M. B., Effects of shaft surface texture on journal bearing pressure distribution. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 168, pp. 344-353, 2005.
[7]     Ausas R., Ragot P., Leiva J., Jai M., Bayada G., Buscaglia G. C., The impact of the cavitation model in the analysis of micro textured lubricated journal bearings. Journal of Tribology, Vol. 129, pp. 868-875, 2007.
[8]     Kango S., Sharma R. K., Studies on the influence of surface texture on the performance of hydrodynamic journal bearing using power law model. International journal of surface science and engineering, Vol. 4, pp. 505-524, 2010.
[9]     Dadouche A., Conlon M. J., Dmochowski W., Koszela W., Galda L., Pawlus P., Effect of surface texturing on the steady-state properties and dynamic coefficients of a plain journal bearing: experimental study. ASME Proceedings, Vol. 6, pp. 695-704, 2011.
[10] Wang S., Wu X., Zheng J., Influence of surface texture on lubrication performance of hydrodynamic journal bearing. Applied Mechanics and Materials, Vol. 120, pp. 426-431, 2012.
[11] Rao T. V. V. L. N., Rani A. M. A., Nagarajan T., Hashim F. M., Partially textured slider and journal bearing analysis. Jurnal Teknology, Vol. 58, pp. 77-84, 2012.
[12] Ganji T. S. R., Kakoty S. K., Analysis on micro-elliptical textured journal bearings. International Journal of Current Engineering and Technology, 2014.
[13] Meng F. M., Zhang L., Liu Y., Li T.T., Effect of compound dimple on tribological performances of journal bearing. Tribology International, Vol. 91, pp. 99-110, 2015.
[14] Hamdavi S., Ya H. H., Rao T. V. V. L. N., Effect of surface texturing on hydrodynamic performance of journal bearing. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol.11, No.1, 2016.
[15] Sharma K., Investigation on the influence of spherical textures on the performance characteristics of porous journal bearing. International Journal of Applied Engineering and Technology, Vol.6, pp.97-106, 2016.
[16] Biouki M. A. H., Rahmatabadi A. D., Mehrjardi M. Z., The effect of shell texturing on the performance of noncircular hydrodynamic two lobe journal bearings. Modares Mechanical Engineering, Vol. 18, No. 02, pp. 293-304, 2018 (in Persian).
[17] Lin Q., Bao Q., Li K., Khonsari M. M., Zhao H., An investigation into the transient behavior of journal bearing with surface texture based on fluid-structure interaction approach. Tribol. Int, Vol. 118, pp. 246-255, 2018.
[18] Cupillard S., Thermo hydrodynamics of sliding contacts with textured surfaces. Luleå university of technology, 2009..
[19] Rahmatabadi A. D., Mehrjardi M. Z., Fazel M. R., Performance analysis of micropolar lubricated journal bearings using GDQ method. Tribol. Int, Vol. 43, No. 11, pp. 2000-2009, 2010.
[20] Tala-Ighil N., Fillon M., Maspeyrot P., Effect of textured area on the performances of a hydrodynamic journal bearing. Tribol. Int, Vol. 44, pp. 211-219, 2011.
[21] Mehrjardi M. Z., Rahmatabadi A. D., Meybodi R. R., A study on the stability performance of noncircular lobed journal bearings with micropolar lubricant. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, Vol. 230, No. 1, pp. 14-30, 2016.