Τριβολογικός σχεδιασμός σε υδροδυναμική λίπανση εδράνων ολίσθησης λιπαινόμενων με λιπαντικά που εμπεριέχουν πρόσθετα νανοσωματίδια
Loading...
Date
2025-03-04
Authors
Ανυφαντή, Αλεξάνδρα-Στεφανία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τα έδρανα είναι στοιχεία μηχανών που χρησιμοποιούνται για την αποφυγή και τον περιορισμό εμφάνισης τριβής μεταξύ στερεών επιφανειών, που βρίσκονται σε σχετική κίνηση. Κύριος σκοπός τους είναι η επίτευξη της επιθυμητής ικανότητας φορτίου, με όσο το δυνατόν μικρότερη εμφάνιση τριβής και λιγότερη φθορά. Κατά την λειτουργία τους, ο άξονας περιστρέφεται σε μια έκκεντρη θέση μέσα στον κύλινδρο του εδράνου και το λιπαντικό βρίσκεται στο διάκενο σφήνας μεταξύ του άξονα και του εδράνου, σχηματίζοντας μια ρευστοδυναμική επίδραση πίεσης. Όταν η πίεση εξισορροπηθεί με το εξωτερικό φορτίο, ένα σταθερό φιλμ λαδιού σχηματίζεται επιτρέποντας την υδροδυναμική λίπανση. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία παρουσιάζει μία ολοκληρωμένη υδροδυναμική μελέτη των εδράνων ολίσθησης, μελετώντας τις αναπτυσσόμενες πιέσεις κατά τη λειτουργία τους, Η μελέτη έγινε για διαφορετικούς λόγους εκκεντρότητας, για διαφορετικούς λόγους ολισθηρότητας και διαφορετικά είδη λιπαντικών τόσο τυπικά βιομηχανικά όσο και λιπαντικά με πρόσθετα νανοσωματίδια. Αρχικά παρατίθεται η απαραίτητη θεωρία για την αποσαφήνιση βασικών εννοιών στον τομέα της λίπανσης. Ορίζεται η γεωμετρία του εδράνου ολίσθησης και σημειώνονται οι βασικές αρχές της υδροδυναμικής λίπανσης. Η θεωρία ολοκληρώνεται με την παράθεση μιας αναλυτικής στατικής και θερμικής επίλυσης των εδράνων ολίσθησης. Στο σχεδιαστικό κομμάτι, γίνεται προσομοίωση με την μέθοδο CFD στο Ansys Fluent για την περίπτωση του στενού εδράνου ολίσθησης χωρίς αυλάκωση. Εισάγονται τα βασικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά του, οι συνοριακές συνθήκες, οι ιδιότητες του λιπαντικού, δημιουργείται το πλέγμα πεπερασμένων στοιχειών στο φιλμ και λαμβάνουμε ως αποτέλεσμα την αναπτυσσόμενη κατανομή πίεσης για την κάθε περίπτωση. Η αναλυτική επίλυση των εδράνων ολίσθησης συγκρίθηκε με δημοσιευμένα αποτελέσματα.Το δεύτερο μέρος της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζει μια πειραματική διαδικασία που έγινε με σκοπό την μέτρηση ιξώδους λιπαντικών. Το πείραμα διεξήχθη στο Εργαστήριο Υπολογισμού και Σχεδιάσεως Στοιχείων Μηχανών και η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε είναι το ιξωδόμετρο τριχοειδούς σωλήνα EH105 από την DELTALAB. Το προς μελέτη λιπαντικό τοποθετείται στο δοχείο ενώ του εφαρμόζεται πίεση, ρέει στον τριχοειδή σωλήνα στη θερμοκρασία που ρυθμίζουμε και μετά περνά μέσα από τη βαθμονομημένη πιπέτα. Μετρώντας το χρόνο που χρειάστηκε για να γεμίσει η πιπέτα, υπολογίζουμε το ιξώδες του. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων για το λιπαντικό SAE30 που χρησιμοποιήθηκε και στην προσομοίωση του Ansys, καθώς και αξιολογούνται.
Description
Keywords
Υδροδυναμική λίπανση, Λιπαντικά με νανοσωματίδια, Έδρανα ολίσθησης, Ιξωδόμετρο, Τριχοειδής σωλήνας