پایان نامه بررسی تاثیر المانهای ماتریس سختی سیستم محور- بلبرینگ


دانشگاه آزاد اسلامی

واحد خمینی شهر

دانشکده مکانیک

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc

مهندسی مکانیک- گرایش طراحی کاربردی

بررسی تاثیر المانهای ماتریس سختی سیستم محور- بلبرینگ

 

استاد راهنما:

دکتر سید علی افتخاری

 

تابستان 1393

 

چکیده

بلبرینگها استفاده­ی زیادی در صنایع مختلف از جمله صنعت خودرو و هواپیماسازی دارند. از اینرو بررسی بلبرینگ­ها حائز اهمیت می­باشد لذا در این پژوهش به بررسی ماتریس سختی بلبرینگ تماس زاویه­ای دوردیفه پرداخته شده است. در این پژوهش معادلات حاکم بر ماتریس سختی دو ردیفه توسعه داده شده است و علاوه بر بررسی نیروی محوری به بررسی اثر پیشبار بر خصوصیات ارتعاشی بلبرینگ پرداخته شده است. در ابتدا مدل تحلیلی توسعه یافته و تحت بار محوری و پیشبار قرار گرفته است. معادلات حاکم منجر به معادلات غیر خطی می­شود که با استفاده از روش عددی حل شده است. نحوه محاسبات و فلوچارت بدست آوردن ماتریس­های سختی در ابتدای فصل چهارم ارائه شده است. نتایج حاصله بیانگر این امر هستند که با افزایش پیشبار اندازه­ی المانهای ماتریس سختی افزایش می­یابد. همچنین مشاهده گردید که با افزایش پیشبار فرکانس طبیعی سیستم بررسی شده افزایش می­یابد.

واژه های کلیدی: بلبرینگ دو ردیفه، پیش­بار، ماتریس سختی.

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                               صفحه

فصل اول                                                                                                                                                2

1- 1 پیشگفتار                                                                                                                                           3

1-2 بیان مسئله                                                                                                                                           5

1-2-1-معرفی انواع بلبرینگ                                                                                                                     5

1-3 یاتاقان ها                                                                                                                                            6

1-4 انواع حرکت                                                                                                                                      7

1-5 انواع بلبرینگ                                                                                                                                     7

1-6 انواع رولربیرینگ ها                                                                                                                           8

1-6-1 پارامتر های موثر در انتخاب رولربیرینگ ها                                                                                     9

1-6-2 علل تعویض رولربیرینگ                                                                                                                9

1-6-3 اندازه ها                                                                                                                                         9

1-6-4 اندازه اصلی یک رولربیرینگ                                                                                                        10

1-7 انتخاب نوع بلبرینگ                                                                                                                          10

1-8 نظریه جدید در مورد طول عمر بلبرینگ                                                                                             11

1-9 ظرفیت تحمل بار و طول عمر                                                                                                             11

1-10 مزیت های هدایت کننده غلتشی حرکت خطی                                                                                 21

1-11 مواد و فرآینهای تولید                                                                                                                     23

1-11-1 مواد بلبرینگ های ساده                                                                                                               24

1-11-2 فرآیند پرداخت کاری                                                                                                                 24

1-11-3 فرآیند عملیات حرارتی                                                                                                                25

1-11-4 محیط باز پخت                                                                                                                           25

1-11-5 مرحله پرداخت                                                                                                                           26

1-11-6 فرآیند های پرداخت کاری                                                                                                         26

1-12 فلوچارت فرآیند های ساخت                                                                                                          27

1-12-1 فرآیند فلاشینگ ساجمه ها                                                                                                         28

1-13 فلوچارت فرآیند های ساخت قفسه                                                                                                  28

1-14 مروری بر مطالعات پیشین                                                                                                                28

فصل دوم                                                                                                                           42

2-1 بلبرینگ های ساده                                                                                                                            43

2-2  مدل بار- تغییر شکل بلبرینگ ساده                                                                                                   43

2-2-1  پارامترهای سطح تماس                                                                                                                43

2-2-2  ارتباط بین تغییر شکل و بار                                                                                                           45

2-2-3  تعیین جابجایی محوری و تماس زاویه ای بلبرینگ به خاطر بار محوری                                          45

2-3  محاسبه ماتریس سختی بلبرینگ های ساده برای سیستم دو درجه آزادی                                             50

2-3-1 محاسبه ماتریس سختی                                                                                                                  52

2-3-2 مطالعه مجموعه های مونتاژی با دو بلبرینگ ساده تماس زاویه ای                                                    53

2-4 محاسبه ماتریس سختی مدل پنج درجه آزادی                                                                                    56

2-5 بلبرینگ های بشکه ای                                                                                                                      59

فصل سوم                                                                                                                           66

3-1 مقدمه                                                                                                                                              67

3-2 مقایسه ماتریس سختی بلبرینگ دو ردیفه با دو بلبرینگ تک ردیفه                                                     68

3-2-1 معادلات و فرضیات حاکم بر مسئله                                                                                               73

3-2-2 ماتریس سختی                                                                                                                             77

3-3 اثر پیش بار                                                                                                                                       81

3-3-1 فرضیات و معادلات حاکم                                                                                                            81

3-3-2 تحلیل مدل                                                                                                                                  82

فصل چهارم                                                                                                                     86

4-1 مقدمه                                                                                                                                              87

4-2 صحت سنجی                                                                                                                                  89

4-3 بررسی اثر نیروی محوری بر المان های ماتریس سختی                                                                      90

4-4  بررسی اثر پیش بار بر المان های ماتریس سختی                                                                               91

4-5 بررسی اثر پیش بار بر خصوصیت ارتعاشی سیستم                                                                              95

فصل پنجم                                                                                                                       97

5-1 مقدمه                                                                                                                                              98

5-2 نتایج                                                                                                                                                98

5-3 پیشنهاد ادامه کار                                                                                                                              99

مراجع                                                                                                                            100

پیوست ها                                                                                                                       102

چکیده انگلیسی                                                                                                               113

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

شماره شکل عنوان شکلصفحه

 

شکل ‏1-1  سختی­های متوسط موثر یاتاقان برای تراز نشدگی زاویه­ای در راستای محور y و برای مقدار Brg≠2 29

شکل1-2  تابع پاسخ فرکانسی بدست آمده از روش تجربی 30

شکل1-3   مقایسه­ای میان نتایج تجربی و تحلیلی بدست آمده برای ضرایب خمشی یاتاقان در حضور پیش بار 31

شکل ‏1-4  جابجایی­ها بر حسب پیش­بار محوری 32

شکل1-5  نیروی محوری بر حسب پیش­بار محوری 33

شکل 1-6  عمر خستگی یاتاقان بر حسب پیش بار محوری 33

شکل ‏1-7  کمانش از نوع دو شاخگی برای سیستم روتور بالانس نشده 35

شکل ‏1-8  گردش، فقشه پوینکر و پاسخ فرکانسی برای جابجایی شعاعی 37

شکل 1-9 تغییرات سختی یاتاقان شعاعی بر حسب بار شعاعی برای چهار مدل مختلف 38

شکل ‏1-10 تغییرات سختی محوری بر حسب بار محوری برای دو یاتاقان مختلف 38

شکل ‏1-11 تغییرات عمق نقص، نیروهای تماسی در جهت x و y برحسب موقعیت توپی 40

شکل ‏1-12  مقایسه میان تغییرات فرکانس با شتاب یاتاقان­های توپی حاصل از مدل سازی و اندازه­گیری …40

شکل ‏2-1 هندسه اجسام در حال تماس با یکدیگر 43

شکل ‏2-2 هندسه بلبرینگ ساده 44

شکل ‏2-3  بلبرینگ ساده تماس زاویه ای تحت نیروی محوری 47

شکل ‏ 2-4 چیدمان محور – بلبرینگ پشت به پشت 54

شکل ‏2-5  پارامترهای هندسی بلبرینگ ساده تماس زاویه ای 56

شکل ‏2-6  سیستم مختصات برای مدل ۵ درجه آزادی 57

شکل ‏2-7  هندسه تماس بیضوی 60

شکل ‏2-8  ابعاد رولربرینگ بشکه ای 61

شکل 2-9  شعاع انحناء بین رولر و حلقه­ی داخلی و حلقه­ی خارجی 62

شکل ‏3-1  سه نوع چینش بلبرینگ دو ردیفه 67

شکل 3-2  نمایش دو روش ذکر شده در مدلسازی بلبرینگ دو ردیفه 70

شکل ‏3-3  تغییر شکل الاستیک المان چرخشی بلبرینگ دو ردیفه 74

شکل ‏3-4  نمایش فاصله­­ی زاویه­ای المان چرخشی از محور x 75

شکل ‏3-5  شمایی از مسئله­ی ارتعاشی 82

شکل ‏3-6  مدل تحلیلی شفت صلب که با بلبرینگ دو ردیفه 83

شکل ‏4‑1 فلوچارت مربوط به نحوه محاسبات ماتریس سختی 88

شکل ‏4-2 نمودار تغییرات ماتریس سختی  بر حسب نیروی محوری 90
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد