۲۲۷۲۹پ
per
بررسی تاثیر مشخصه‌های یاتاقان‌ها بر رفتار دینامیک غیرخطی و پایداری اتوبالانسر ساچمه- فنر در حضور نابالانسی‌های گسسته
Investigating the effect of bearings characteristics on the nonlinear dynamics and stability of the ball- spring autobalancer in presence of discrete imbalances
/رضا فتحی
: مکانیک
، ۱۳۹۸
، افشاری
ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
طراحی کاربردی
۱۳۹۸/۱۱/۱۶
تبریز
سیستم‌صهای دوار یکی از پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده در صنایع مختلف از جمله انرژی، هوا فضا، دستگاه‌صهای ماشین‌کاری و حتی در وسایل منزل مانند ماشین لباسشویی یا سی دی رام می‌صباشد .به طور معمول این سیستم‌صها در معرض ارتعاشات ناخواسته قرار دارند که این ارتعاشات سبب آسیب به سیستم، ایجاد سر و صدا و کاهش عمر آن‌صها می‌شود .یکی از عوامل اصلی ارتعاش در ماشین‌های دوار، نابالانسی در آن‌صها می‌باشد .به همین خاطر رفع یا کاهش ارتعاشات با استفاده از عملیات بالانس حائز اهمیت است .مرسوم‌صترین روش عملیات بالانس، توقف سیستم و وزنه‌صگذاری یا برداشتن جرم از صفحات خاصی که جهت انجام این کار بر روی روتور تعبیه شده‌صاند انجام می‌پذیرد ولی در صورتی که نابالانسی بسته به شرایط کاری تغییر کند دیگر با یک بار بالانس کردن، مشکل حل نمی‌شود .در چنین شرایطی، استفاده از اتوبالانسر ساچمه‌ای دینامیکی توصیه می‌شود که قادر است بدون نیاز به توقف دستگاه برای عملیات بالانس، عمل بالانس را انجام دهد .در تحقیقات پیشین، مطالعات گسترده‌ای بر روی رفتار دینامیکی و پایداری این نوع بالانسرها انجام شده است که این مطالعات نشانگر مزایای متعدد بالانسر ساچمه‌ای از جمله هزینه کم، ساختار ساده و بالانس اتوماتیک نابالانسی‌صهای متغیر در شرایط خاص می‌باشد .این اتوبالانسر علاوه بر مزایای ذکر شده دارای دو عیب عمده می‌باشد که عبارتند از :افزایش دامنه روتور در ناحیه گذرا) از حالت سکون تا رسیدن به دور بحرانی اول (و محدودیت ناحیه بالانس پایدار .به همین منظور اخیرا مدل جدیدی از این بالانسر با نام اتوبالانسر ساچمه- فنر ارائه شده که عیب‌صهای مذکور را تا حدی قابل ملاحظه‌صای رفع می‌نماید .در این پژوهش ابتدا به بررسی رفتار دینامیکی و پایداری روتور صفحه‌ای مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر پرداخته شد و تاثیر پارامترهای سیستم از جمله میرایی بر عملکرد اتوبالانسر ساچمه- فنر بررسی شد .با توجه به اینکه یاتاقان‌صها تاثیر غالب بر رفتار دینامیکی سیستم‌های دوار دارند و نظر به اینکه معمولا یاتاقان‌صها به دلایل مختلف از جمله فرآیند ساخت دارای رفتار غیرخطی و غیرهمگن هستند در ادامه رفتار ارتعاشی روتور مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر با یاتاقان‌های غیرخطی و روتور مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر با یاتاقان‌های غیرهمگن با استفاده از روش نیمه تحلیلی مقیاس‌های چندگانه بررسی شد .با توجه به اینکه در عمل، دلایل مختلفی از جمله نابالانسی گسسته، سبب ایجاد انحراف زاویه‌ای در روتور می‌شود لذا برای مدلسازی روتور باید از مدل غیرصفحه‌ای استفاده شود .بنابراین در پایان، رفتار دینامیکی و پایداری روتور غیرصفحه‌ای مجهز به دو اتوبالانسر ساچمه- فنر بررسی شد .نتایج نشان داد که اتوبالانسر ساچمه- فنر علاوه بر کاهش دامنه ارتعاشی روتور دارای نابالانسی گسسته، قادر به تصحیح زوایای انحراف آن می‌صباشد و همچنین سبب کاهش ماکزیمم دامنه ارتعاشی روتور در ناحیه گذرا شده است .در ضمن استفاده از اتوبالانسر ساچمه- فنر سبب افزایش محدوه‌ی بالانس پایدار سیستم شده است
Rotating machinery is employed in various industries such as energy conservation equipment, aerospace, machining equipment, and home devices such as washing machine and CD- ROM drives. Typically rotating mechanical systems are exposed to undesired vibrations that can damage the system, create noise and reducing the life of the system. One of the main causes of undesired vibration in rotating machinery is imbalance. Therefore, canceling the rotor imbalance is one of the major engineering problems. For a rotor with a fixed amount of imbalance, the conventional balancing method, which consists of switching the machine off, and adding masses to the rotor and finally switching on the machine, is applicable and sufficient. However, for a rotor with varying imbalance during the operating conditions, the mentioned conventional balancing procedure is not convenient. This observation persuades the implement of automatic ball balancers (ABB) which can passively suppress the vibration of imbalance rotor in certain working conditions without having to stop the rotating equipment. Reviewing the previous investigations shows that ABB has several advantages such as simple structure, low cost, and its capability to compensate varying imbalance automatically at certain conditions. However, the traditional ABB has two main deficiencies: the ABB amplifies the vibration amplitude of the rotor at the transient state (sub-critical speeds range) and, it limits the balanced stable region of the rotor. In this regard, recently the new type of ABB entitled ball- spring autobalancer has been proposed for solving the mentioned disadvantages. In this study the dynamic behaviour and stability of a planar rotor equipped with new ABB are investigated. Also the influence of system parameters such as damping ratio on the performance of the new ABB are examined. Bearings are one of the most important mechanical components due to their considerable influence on the dynamic behaviour of the rotary systems. Bearings have generally nonlinear and anisotropic behaviour due to manufacturing process. In this regards, the vibrational behaviour of the rotor with nonlinear bearings and rotor with anisotropic bearings equipped with a ball-spring autobalancer has been analyzed via the multiple scales method. In practice for various reasons such as the uneven mass distribution of the rotor cause it has the misalignment of the principal axis of the mass moment of inertia and the rotor spin axis. In this situation, the non-planar rotor model should be used. Therefore, in final section the dynamics of non-planar rotor with two ball-springs ABs is investigated. The results show that, the ball-spring ABs are able to decrease the tilting angles as well as the lateral vibration amplitude of the non-planar rotor. Also the ball-spring ABs decrease the maximum vibration amplitude at transient state and increase the balanced stable region of the system
Investigating the effect of bearings characteristics on the nonlinear dynamics and stability of the ball- spring autobalancer in presence of discrete imbalances
فتحی، رضا
Fathi, Reza
اتفاق، میر محمد، استادراهنما
رضایی، موسی، استادراهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
