19346

۱۹۳۴۶

طراحي و تست سيستم پايش عيب چرخش روغن در ياتاقان‌هاي ژورنال هيدروديناميك

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

۱۳۹۳

۱۳۹۶/۶/۲۹

دكتر مير سعيد صفي زاده

مكانيك

چكيده ياتاقان‌ها به دو گروه عمده ياتاقان‌هاي غلتشي و ياتاقان‌هاي لغزشي تقسيم مي‌شوند. با توجه به كاربرد گسترده ياتاقان‌هاي لغزشي در صنايع گوناگون و برتري آن‌ها نسبت به ياتاقان‌هاي غلتشي در سرعت‌ها و بارهاي بالا، طراحي يك سيستم مونيتورينگ براي اين نوع ياتاقان‌ها از اهميت و حساسيت بالايي برخودار است. در اين پژوهش با مطالعه انواع ياتاقانهاي لغزشي و عيوب متداول آنها به بررسي آخرين كارهاي انجام شده در رابطه با عيب‌يابي آن‌ها پرداخته ميشود. سپس يك نوع ياتاقان لغزشي بسيار پركاربرد يعني ياتاقان ژورنال بابيتي مربوط به تكيه‌گاه اول كمپرسور توربين‌هاي گازي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. يك عيب بسيار رايج در اين ياتاقان‌ها عيوب چرخش روغن و شلاق روغن مي‌باشد. اين عيوب باعث ناپايداري فيلم روغن در ياتاقان شده و باعث ارتعاشات شديد در ياتاقان مي‌شود. در اين پژوهش راههاي شناسايي و پيشگيري اين عيوب مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. يك روش متداول جهت پايش وضعيت ياتاقان ژورنال استفاده از دو سنسور مجاورتي با زاويه 90 درجه مي‌باشد كه موقعيت مركز شفت و مركز ياتاقان را چك مي‌كند. هرگاه ناپايداري فيلم روغن و ارتعاشات بحد خطرناكي برسد باعث اعلام اخطار توسط اين سنسورها مي‌شود. ولي در اين پژوهش با استفاده از يك سنسور لود سل و در تركيب سنسوري با دو سنسور مجاورتي نشان داده مي‌شود كه مي‌توان زودتر پي به شروع اين عيوب برد و اقدامات لازم را جهت كنترل و پيشگري انجام داد. به منظور نشان دادن قابليت روش پيشنهادي، مدل ديناميكي ياتاقان بررسي مي‌شود و به كمك اين مدل توسط نرم افزار متلب برنامه شبيه ساز تهيه مي‌گردد. سپس دستگاه تست آزمايشگاهي براي شبيه سازي اين عيوب طراحي و ساخته مي‌شود. سيگنال‌هاي مربوط به هريك از سنسورهاي مجاورتي و لود سل در حالت بدون عيب و شروع و گسترش عيوب چرخش روغن و شلاق روغن ذخيره و پس از پردازش با نتايج حاصل از برنامه شبيه‌ساز مقايسه مي‌شوند. نهايتاً نشان داده مي‌شود كه سنسور لود سل كه براي اولين بار در اين پژوهش استفاده شده است مي‌تواند در پيش‌بيني و تشخيص عيوب چرخش روغن و شلاق روغن استفاده شود و زمان تشخيص اين عيوب توسط سنسور لود سل سريع‌تر مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: ياتاقان لغزشي- چرخش روغن- روشهاي عيبيابي-سيستم‌هاي پايش وضعيت -سنسور لود سل

1397/06/25

Design and testing of monitoring system for oil whirl in journal bearings

3/21/2021 12:00:00 AM

Abstract: Bearings are divided to both sliding bearing and rolling bearing models. Considering the vast applications of sliding bearings and their advantages over rolling bearings in high velocities and loads, designing a monitoring system is indispensable. In this research, by studying a various models of sliding bearing bearings and their prevalent defects, cutting-edge technologies in the case of flaw detection have been surveyed. Afterwards, an especial and applicable kind of sliding bearing, Babbitt journal bearings associated to gas turbin coperesors, has been surveyed. A very common defect through these bearings is oil wipe and whirl. These defects causes instability within oil film and as a byproduct, drastic vibrations have been emerged. In current research, detection and prevention methods have been studied. A prevalent method to condition monitoring of journal bearings is uasage of two proximity probes by 90 degree angles which check the position of journal and center of bearing. If instability of oil film and vibration pass threshold, these sensors start to alarm. Yet, in this research. It has been shown that using a load cell and a combination of two proximity probe sensors, it would be able to detect this defects very sooner and act as required. Illustrationing the capability of proposed method, dynamic model of bearing has been surveyed and by helping Matlab swoftware, simulator has been provided. Then, experimental testing setup to simulate the aforementioned defects has been designed and built. In three status, without defect, beginning defect and developing defect, signals of proximity probe sensors and load cell have been saved and after processing, they have been compared to results obtained from simulator. Finally, it has been indicated that load cell which is new in this research, is able to predict and detect the whirl and wipe of oil and reduce the time interval of defect detection by practicing load cell. Keywords: Sliding bearing, Oil whirl, Detection methods, Condition monitoring systems, Load cell sensors.