بررسی تجربی و تئوری یاتاقان کفشک لولایی جهت کاربرد در موتورهای توربینی دور بالای هوایی

موتورهای توربینی دور بالای هوایی باید قابلیت عملکرد مطمئن و کار در رژیم‌های پروازی مختلف را داشته باشند. انتخاب نوع یاتاقان و طراحی آن جهت اطمینان از عملکرد بخش دوار این موتورها در تمام شرایط کاری از اهمیت خاص برخوردار است. یاتاقان‌های فیلم سیال و غلتشی معمولی قادر به تنظیم رفتار دینامیکی خود در پاسخ به تغییرات شرایط کاری سامانه نیستند. اما یاتاقان‌های کفشک لولایی می‌توانند با جبران نامیزانی، تطبیق با تغییرات سرعت و میرایی فعال، ارتعاشات محور را حذف نمایند و پایداری عملکرد و کاهش ناپایداری فیلم روغن را سبب شوند. در طراحی این نوع یاتاقان‌ها روش بارگذاری، پیش بار، نسبت طول به قطر، نیروی عمودی و گشتاور راه انداز، سختی و میرایی معادل و افزایش دمای روغن دارای اهمیت هستند. در این تحقیق یک نمونه یاتاقان برای یک محور با قطر مشخص طراحی و با لحاظ الزامات ساخته و تست گردید. جهت ارزیابی، آزمایش در سرعت‌های مختلف انجام و نتایج حاصل از آزمایش‌ها بیان می‌گردند. نتایج نشان می‌دهند که ضمن حرکت آرام و بدون لرزش محور تا دور 13000 دور بر دقیقه روان‌کاری در محدوده هیدرودینامیکی است. با پارامترهای اولیه شامل سامرفیلد 13.6، دمای 23.5 درجه سانتی‌گراد، دور 3570 دور بر دقیقه و لزجت 0.034 پاسکال-ثانیه، با گذشت زمان و افزایش تدریجی دما تا نسبت 1.4، ضمن کاهش نسبت لزجت تا 0.62 و کاهش عدد مشخصه یاتاقان تا 0.67، عدد سامرفیلد نیز کاهش می‌یابند. نمودارهای استخراج شده نشان از طراحی صحیح یاتاقان مورد نظر دارند.

experimental and theoretical investigation of a tilting pad journal bearing for application in high-speed turbine aero engines

high-speed turbine aero engines should be able to perform reliably and work in different flight regimes. choosing the type of bearing and its design to ensure the performance of the rotating part of these engines in all working conditions is of particular importance conventional rolling and fluid film bearings are not able to adjust their dynamic behavior in response to changes in the working conditions of the system. tilting pad journal bearing (tpjb) can eliminate axial vibrations by compensating for misalignment, adapting to speed changes and active damping, and cause stability of operation and reduction of oil film instability. in the design of this type of bearings, the loading method, preload, length-to-diameter ratio, vertical force and starting torque, hardness and equivalent damping, and increase in oil temperature are important. in this research, a bearing sample for a shaft with a specific diameter was designed and manufactured and tested according to the requirements. in order to evaluate, tests are performed at different speeds and the results of the tests are expressed. the results show that while the shaft moves smoothly and without vibration up to 13000 rpm, the lubrication is in the hydrodynamic range. with the initial parameters including summerfield 13.6, temperature 23.5oc, 3570 rpm and viscosity 0.034 pa.s, with the increase in temperature to a ratio of 1.4, while reducing the viscosity ratio to 0.62 and reducing the number bearing characteristics to 0.67, summerfield number is also reduced. the extracted diagrams show the correct design of the intended bearing.