Μελέτη ελαστοϋδροδυναμικής λίπανσης υπό επίδραση τραχύτητας και εφαρμογή σε οδοντωτούς τροχούς
Loading...
Date
2024-07-03
Authors
Θεοδωρόπουλος, Λεωνίδας
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στις εφαρμογές μηχανών, η λίπανση διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη διασφάλιση αξιόπιστης λειτουργίας και παρατεταμένης διάρκειας ζωής των εξαρτημάτων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιαστουν οι μηχανισμοί της λίπανσης και κυρίως αυτός της ελαστοδροδυναμικής (ΕΥΔ) λίπανσης ως πολυπαραγοντικά φαινόμενα. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην επίδραση της τραχύτητα των λιπαινόμενων επιφανειών και της θερμοκρασίας, παράγοντες οι οποίοι έχουν αγνοηθεί συχνά σε προγενέστερες μελέτες. Επιπλέον υπερτονίζεται η σημασία της λεπτομερούς τριβολογικής μελέτης στο σχεδιασμό στοιχείων μηχανών· εν προκειμένω η μελέτη αφορά σε μετωπικούς οδοντωτούς τροχόυς. Η μελέτη πραγματοποιείται υπολογιστικά, μοντελοποιώντας και επιλύοντας το πρόβλημα βάσει της μεθόδου των πεπερασμένων διαφορών.
Η εργασία ξεκινά με μια εμπεριστατωμένη εισαγωγή στις αρχές λίπανσης και στην ποικιλία λιπαντικών που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές εφαρμογές. Ακολουθεί η εξέταση των θεμελιωδών μηχανισμών που διέπουν την υγρή λίπανση. Στην συνέχεια μελετάται ξεχωριστά η ΕΥΔ λίπανση, τα χαρακτηριστικά της και οι παράμετροι που την επηρεάζουν.
Για την ακριβή μοντελοποίηση της πολυπαραγοντικής φύσης της ΕΥΔ λίπανσης μη σύμμορφων επιφανειών και για την επίλυση του ρευστοδυναμικού προβλήματος παρουσιάζεται και επεξηγείται η εξίσωση Reynolds ως η βασική εξίσωση που διέπει το πρόβλημα. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η μέθοδος πεπερασμένων διαφορών και εξηγείται πως θα επιλυθεί η εξίσωση Reynolds.
Η τραχύτητα ως βασική παράμετρος που επηρεάζει την λίπανση αναλύεται ενδελεχώς. Ειδικότερα, επεξηγούνται τα χαρακτηριστικά μεγέθη και οι παράμετροι που επηρεάζουν την υφή μια επιφάνειας και υπερτονίζεται η σημασία που έχει η σωστή μέτρηση της ενεργούς επιφάνειας για την μοντελοποίηση.
Με τα προηγούμενα θεωρητικά εργαλεία η εργασία παρουσιάζει ένα υπολογιστικό μοντέλο με το οποίο επιλύεται το πρόβλημα της μονοδιάστατης ΕΥΔ λίπανσης υπό την επίδραση της τραχύτητας.
Για να τονιστεί η σημασία της τραχύτητας και της ορθής μέτρησης του προφίλ της γίνεται μια παραμετρική μελέτη με τρεις διαφορετικές μετρήσεις τραχύτητας από την οποία εξάγονται πολύτιμα συμπεράσματα. Επιπλέον μια ακόμα παραμετρική μελέτη διεξάγεται για να φανεί η σημασία της θερμοκρασίας περιβάλλοντος στην οποία λειτουργεί το λιπαντικό.
Τέλος, χρησιμοποιώντας τα συμπεράσματα όλων των παραπάνω διεξάγεται τριβολογική μελέτη ζεύγους μετωπικών οδοντωτών τροχών για τις κρίσιμες φάσεις λειτουργίας τους.
Description
Keywords
Θεωρία λίπανσης, Ελαστοϋδροδυναμική λίπανση, Τραχύτητα, Μέθοδος πεπερασμένων διαφορών, Ρευστοδυναμική, Υπολογιστικές μέθοδοι, Οδοντωτοί τροχοί