تحلیل طراحی و ساخت یاتاقان هوایی کروی جدید مورد استفاده در دستگاه اندازه گیری ممان اینرسی

یاتاقان های هوایی کروی جدید در سیستم های اندازه گیر خواص جرمی مورد استفاده قرار می گیرند . در این ابزارها سیال روان کننده هوا است که به وسیله یک منبع تغذیه از طریق اریفیس ها وارد لقی بین روتور و استاتور شده و با تجمع سیال هوا و ایجاد فیلم هوا موجب بالا رفتن روتور و جدا شدن آن از سطح استاتور می شود. این یاتاقان ها از دقیق ترین عناصر سیستم های اندازه گیری دوار به شمار رفته و عموما برای شرایط خاص طراحی می شوند. در طراحی آنها به بررسی شرایط هندسی و نیز شرایط ورودی و خروجی پرداخته شده و اثرات تغییرات و محدوده های طراحی استخراج می شوند. از جمله پارامترهای طراحی موثر در ساخت می توان به ظرفیت و سفتی استاتیکی یاتاقان اشاره نمود. در انجا منظور از ظرفیت مقدار وزنی است که یاتاقان می تواند بدون مشکل تحمل کند. سفتی استاتیکی نیز نقشی اساسی در پایداری یاتاقان و کاهش ارتعاشات پنوماتیکی مخرب ایفا می کند. در این پژوهش یک نمونه یاتاقان هوایی کروی جدید جهت استفاده در دستگاه اندازه گیری ممان اینرسی با ظرفیت معین مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا بر اساس یک طرح اولیه از یاتاقان ، میدان جریان هوا مدل سازی و مورد تحلیل قرار گرفته و سپس با اصلاح طرح و کسب عملکرد مورد نطر، طراحی دقیق این سیستم انجام گرفته و نهایتاً ساخته شده است. تغییر تعداد، قطر و طول اریفیس های مورد استفاده ، جانمایی و چیدمان مختلف اریفیس ها در سطح ثابت یاتاقان، تغییرات عمق یاتاقان و همچنین تغییرات فشار ورودی به سیستم مورد تحلیل قرار گرفته و محدوده های تغییرات در ذیل نمودارهایی ارائه شده اند که طراحی نهایی یک یاتاقان با در نظر گرفتن این نتایج صورت می پذیرد. در حالی که تغییر طول اریفیس تاثیر چندانی ندارد با افزایش قطر و تعداد اریفیس ها ، میزان دبی جرمی افزایش یافته و به تبع آن ظرفیت یاتاقان افزایش می یابد. با افزایش عمق یاتاقان نیز بر ظرفیت آن افزوده می شود. نمودار سفتی استاتیکی در موارد بررسی شده معمولا دارای یک نقطه بیشینه است و در طول تغییرات دیگر پارامترها رفتارهای نسبتاً نامشخصی دارد.

Keywords:

یاتاقان هوایی کروی , سفتی استاتیکی , لقی , فیلم هوا , اریفیس