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.