فصل دوازدهم کتاب طراحی اجزا شیگلی، مدرس دکتر بیگلری از دانشگاه تبریز Chapter 12 from Sheigley machine design, Dr. H. Biglari

1. CHAPTER 12
JOURNAL BEARING
‫فصل‬12-‫ی‬ ‫لغزش‬ ‫یا‬ ‫نال‬‫ر‬‫و‬‫ژ‬‫یاتاقانهای‬
19/7/1393
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 1

2. ‫مقدمه‬
•‫هدف‬‫از‬‫روانسازی‬‫یا‬‫روغنکاری‬(Lubrication)‫کاهش‬،‫اصطکاک‬‫خوردگی‬‫و‬
‫گرما‬‫در‬‫اجزای‬‫دارای‬‫حرکت‬‫نسبت‬‫به‬‫یکدیگر‬‫می‬‫باشد‬.
•‫روغن‬‫یا‬‫روانساز‬(Lubricant)‫به‬‫هر‬‫ماده‬‫ای‬‫که‬‫بین‬‫سطوح‬‫در‬‫حال‬‫حرکت‬‫قرار‬
‫میدهند‬‫تا‬‫این‬‫وظایف‬‫را‬‫انجام‬‫دهد‬.
•‫در‬‫یاتاقان‬‫غالفی‬(sleeve)‫یک‬‫شفت‬‫یا‬‫ژورنال‬(journal)‫داخل‬‫یک‬‫استوانه‬
(sleeve)‫یا‬‫بوش‬(bushing)‫حرکت‬‫میکند‬.
•‫حوزه‬‫بکارگیری‬‫یاتاقانهای‬‫لغزشی‬‫بسیار‬‫وسیع‬‫است‬.‫یاتاقانهای‬‫میل‬‫لنگ‬‫یا‬‫دسته‬
‫شاتون‬‫موتور‬‫اتومبیل‬‫باید‬‫هزاران‬‫کیلومتر‬‫در‬‫دمای‬‫باال‬‫تحت‬‫بارهای‬‫متغیر‬‫کار‬
‫نمایند‬.
•‫یاتاقانهای‬‫لغزشی‬‫بکار‬‫رفته‬‫در‬‫توربین‬‫بخار‬‫دارای‬
‫قابیلت‬‫اطمینان‬100%‫هستند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 2

3. •‫در‬‫جاهائیکه‬‫بار‬‫کم‬‫و‬‫به‬‫یک‬‫یاتاقان‬‫ساده‬‫با‬‫نصب‬‫آسان‬‫مورد‬‫نیاز‬،‫است‬‫بک‬‫ارگیری‬
‫یاتاقان‬‫غلتشی‬‫مقرون‬‫به‬‫صرفه‬‫نیست‬.
•‫در‬‫این‬‫حالت‬‫استفاده‬‫از‬‫یاتاقانهای‬‫نایلونی‬(nylon)‫که‬‫نیاز‬‫به‬‫روغنکاری‬‫ندارند‬‫یا‬
‫یاتاقانهای‬‫پودر‬‫متالورژی‬‫یا‬‫یاتاقانهای‬‫برنزی‬‫گزینه‬‫مناسبی‬‫هستند‬.
•‫امروزه‬‫دانش‬‫بشر‬‫از‬‫مواد‬‫و‬‫پروسه‬‫های‬‫روانسازی‬‫منجر‬‫به‬‫ساخت‬‫یاتاقانهای‬
‫لغزشی‬‫با‬‫عمر‬‫مناسب‬‫و‬‫قابلیت‬‫اطمینان‬‫باال‬‫گشته‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 3

4. ‫ی‬‫انساز‬‫و‬‫ر‬‫انواع‬
•‫پنج‬‫شکل‬‫روانسازی‬‫وجود‬‫دارد‬:
‫هیدرودینامیکی‬-‫هیدرواستاتیکی‬-‫هیدرودینامیکی‬ ‫االستو‬-‫مرزی‬-‫جامد‬ ‫الیه‬
•‫روانسازی‬‫هیدرودینامیکی‬:‫سطوح‬‫حمال‬‫بار‬‫بوسیله‬‫الیه‬‫نسبتا‬‫ضخیمی‬‫از‬‫ر‬‫وغن‬
‫جدا‬‫شده‬‫و‬‫از‬‫تماس‬‫فلز‬-‫فلز‬‫جلوگیری‬‫میشود‬.
•‫در‬‫این‬‫روش‬‫نیازی‬‫به‬‫روغن‬‫تحت‬‫فشار‬‫نیست‬‫ولی‬‫نیاز‬‫به‬‫داشتن‬‫مقدار‬‫مورد‬‫نیاز‬
‫روغن‬‫در‬‫هر‬‫زمانی‬‫است‬.
•‫فشار‬‫مورد‬‫نیاز‬‫توسط‬‫خود‬‫سطوح‬‫متحرک‬‫با‬‫راندن‬
‫به‬‫داخل‬‫منطقه‬‫گوه‬‫شکل‬‫با‬‫سرعت‬‫باال‬‫ایجاد‬‫میشود‬‫و‬‫باعث‬
‫جدایی‬‫سطوح‬‫از‬‫هم‬‫میشود‬.
•‫به‬‫این‬‫روش‬‫فیلم‬‫کامل‬(full film)‫نیز‬‫گویند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 4

5. •‫روانسازی‬‫هیدرواستاتیکی‬:‫در‬‫این‬‫روش‬‫آب‬‫یا‬‫روغن‬‫با‬
‫فشار‬‫باال‬‫به‬‫سطوح‬‫حمال‬‫بار‬‫تزریق‬‫شده‬‫و‬‫باعث‬
‫جدایی‬‫سطوح‬‫توسط‬‫الیه‬‫نسبتا‬‫ضخیم‬‫روغن‬‫میشود‬.
•‫روانسازی‬‫االستوهیدرودینامیکی‬:
‫زمانی‬‫روی‬‫میدهد‬‫که‬‫سیال‬‫بین‬‫دو‬‫سطح‬‫غلتنده‬
‫محبوس‬‫شود‬.‫برای‬‫توصیف‬‫ریاضی‬‫این‬‫پدیده‬‫نیاز‬‫به‬
‫تئوری‬‫تنش‬‫تماسی‬‫هرتز‬‫و‬‫مکانیک‬‫سیاالت‬‫است‬.
•‫روانسازی‬‫مرزی‬:‫روغنکاری‬‫هیدرودینامیکی‬‫امکان‬‫دارد‬‫به‬‫یکی‬‫از‬‫دالیل‬‫زیر‬
‫دچار‬‫اختالل‬‫شده‬‫و‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫به‬‫قدر‬‫الزم‬‫تشکیل‬‫نشود‬:
‫متحرک‬ ‫اجزاء‬ ‫سرعت‬ ‫کاهش‬-‫روغن‬ ‫مقدار‬ ‫کاهش‬-‫بار‬ ‫مقدار‬ ‫افزایش‬-‫دما‬ ‫افزایش‬
•‫وقتی‬‫این‬‫اتفاق‬‫روی‬،‫دهد‬‫سطوح‬‫بین‬‫دوجسم‬‫توسط‬‫الیه‬‫بسیار‬‫نازکی‬‫از‬‫ر‬‫وغن‬‫با‬
‫ضخامت‬‫چند‬‫مولکول‬‫از‬‫یکدیگر‬‫جدا‬‫میشوند‬.‫در‬‫این‬‫روش‬‫ترکیب‬‫شیمیایی‬‫روغن‬
‫مهم‬‫است‬‫نه‬‫ویسکوزیته‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 5

6. •‫روانسازی‬‫الیه‬‫جامد‬:‫وقتی‬‫روانسازی‬‫باید‬‫در‬‫دمای‬‫باال‬‫صورت‬،‫بگیرد‬‫از‬
‫روانساز‬‫الیه‬‫جامد‬‫استفاده‬‫میشود‬.‫موادی‬‫مثل‬‫گرافیت‬‫یا‬‫دی‬‫سولفید‬‫مولیب‬‫دنیوم‬.
•‫این‬‫مواد‬‫باید‬‫دارای‬‫خوردگی‬‫کم‬(‫برای‬‫عمر‬‫طوالنی‬)‫و‬‫در‬‫عین‬‫حال‬‫کاهنده‬
‫اصطکاک‬‫باشند‬.
•‫تحقیق‬:‫راجع‬‫به‬‫استفاده‬‫از‬‫برنز‬‫و‬‫گرافیت‬‫در‬‫یاتاقانها‬‫تحقیق‬‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 6

7. ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬
•‫مطابق‬‫شکل‬‫ورق‬A‫را‬‫بر‬‫روی‬‫الیه‬‫روغن‬‫به‬‫ضخامت‬h‫با‬‫سرعت‬U‫در‬
‫حال‬‫حرکت‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬.
•‫فیلم‬‫روغن‬‫را‬‫بصورت‬‫الیه‬‫های‬‫افقی‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬‫که‬‫روی‬‫هم‬‫قرار‬‫گ‬‫رفته‬
‫اند‬.
•‫نیروی‬F‫باعث‬‫لغزش‬‫این‬‫الیه‬‫ها‬‫روی‬‫هم‬‫میشود‬.
•‫الیۀ‬‫در‬‫حال‬‫تماس‬‫با‬‫ورق‬A،‫سرعت‬U‫و‬‫الیۀ‬‫در‬‫حال‬‫تماس‬‫با‬‫سطح‬
،‫زیرین‬‫سرعت‬‫صفر‬‫دارد‬.
•‫الیه‬‫های‬‫میانی‬‫سرعتشان‬‫بستگی‬‫به‬‫فاصله‬‫شان‬‫از‬
‫سطح‬‫ثابت‬‫دارد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 7

8. •‫قانون‬‫ویسکوزیته‬‫نیوتن‬‫بیان‬‫میدارد‬‫که‬‫تنشهای‬‫برشی‬‫در‬‫سیال‬‫مت‬‫ناسب‬‫هستند‬
‫با‬‫نرخ‬‫تغییرات‬‫سرعت‬‫نسبت‬‫به‬‫مختصات‬y.
•‫که‬‫ضریب‬‫این‬،‫تناسب‬‫جزء‬‫خواص‬‫سیال‬‫بوده‬‫و‬‫به‬‫آن‬‫ویسکوزیته‬‫مط‬‫لق‬‫یا‬
‫دینامیکی‬‫گویند‬.
•‫به‬du/dy‫گرادیان‬‫سرعت‬‫یا‬‫نرخ‬‫برش‬‫گویند‬.
•‫لذا‬‫ویسکوزیته‬‫بیانگر‬‫میزان‬‫مقاومت‬‫اصطکاکی‬‫داخلی‬‫سیال‬‫است‬.
•‫در‬‫اغلب‬‫سیاالت‬‫نرخ‬‫برش‬(‫گرادیان‬‫سرعت‬)‫ثابت‬‫است‬.‫لذا‬:
‫لذا‬‫رابطه‬‫تنش‬‫برشی‬‫بصورت‬‫زیر‬‫میشود‬:
‫به‬‫این‬،‫سیاالت‬‫سیاالت‬‫نیوتنی‬‫گویند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 8

9. ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬‫واحد‬
•‫واحد‬‫ویسکوزیته‬‫در‬‫سیستم‬ips(،‫اینچ‬،‫پوند‬‫ثانیه‬)lbf.s/in2‫است‬‫که‬‫همان‬
‫واحد‬‫تنش‬‫ضربدر‬‫زمان‬‫میباشد‬.‫به‬‫این‬‫واحد‬‫به‬‫افتخار‬‫آقای‬‫رینولدز‬reyn
‫گویند‬.
•‫واحد‬‫ویسکوزیته‬‫در‬‫سیستم‬SI‫برابر‬Pa.s‫میباشد‬.
•‫اغلب‬‫مشخصات‬‫روغن‬‫در‬‫سیستم‬cgs(،‫سانتیمتر‬،‫گرم‬‫ثانیه‬)‫بیان‬‫میشود‬.
•‫در‬‫این‬‫سیستم‬‫واحد‬‫نیرو‬dyne (dyn)‫و‬‫واحد‬‫ویسکوزیته‬poise (P)‫است‬.
•‫یک‬poise‫برابر‬‫یک‬dyn.s/cm2‫میباشد‬.
•‫البته‬‫در‬‫اغلب‬‫کاتالوگها‬‫از‬‫سانتی‬‫پویس‬(cP)‫استفاده‬‫میکنند‬‫و‬‫آنرا‬‫با‬Z
‫نمایش‬‫میدهند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 9
1 reyn 6890 Pa.s

10. ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬‫واحدهای‬‫تبدیل‬
•‫در‬‫سیستم‬ips‫برای‬‫ویسکوزیته‬‫بیشتر‬‫از‬‫م‬‫یکرورین‬‫استفاده‬‫شده‬‫و‬‫آنرا‬‫با‬
‫نمایش‬‫میدهند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 10

11. ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬‫ی‬‫گیر‬‫ه‬‫ز‬‫اندا‬
•‫برای‬‫اندازه‬‫گیری‬‫ویسکوزیته‬‫طبق‬‫استاندارد‬ASTM‫از‬‫دستگاه‬‫ویسکومتر‬
Saybolt‫استفاده‬‫میشود‬.
•‫در‬‫این‬،‫آزمایش‬‫زمان‬‫عبور‬60 mL‫روغن‬‫در‬‫دمای‬‫مشخص‬‫از‬‫لوله‬‫به‬‫قطر‬
17.6 mm‫و‬‫طول‬12.25 mm‫به‬‫ثانیه‬‫اندازه‬‫گیری‬‫میشود‬‫که‬‫به‬‫آن‬‫ثانی‬‫ه‬
saybolt‫گویند‬.
•‫طبق‬‫رابطه‬‫زیر‬‫ثانیه‬saybolt‫به‬‫ویسکوزیته‬‫دینامیکی‬‫مرتبط‬‫میشود‬:
‫چگالی‬‫روغن‬(kg/m3)‫و‬‫ویسکوزیته‬(Pa.s)‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 11

12. •‫سوال‬:‫آزمایش‬‫دیگری‬‫برای‬‫اندازه‬‫گیری‬‫ویسکوزیته‬‫بیان‬‫نمایید‬(‫اف‬‫تادن‬
‫ساچمه‬-‫استوانه‬).
•‫در‬‫شکل‬‫زیر‬‫مقدار‬‫ویسکوزیته‬‫مطلق‬‫برخی‬‫از‬‫مواد‬‫در‬‫سیستم‬ips(reyn)
‫بر‬‫حسب‬‫دما‬‫نشان‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫مطابق‬‫شکل‬‫افزایش‬‫دما‬‫باعث‬‫کاهش‬
‫ویسکوزیته‬‫مایعات‬‫میشود‬.
•‫در‬‫گازها‬‫این‬‫روند‬‫برعکس‬‫است‬.‫دما‬
‫باعث‬‫افزایش‬‫برخورد‬‫مولکولها‬‫و‬‫افزایش‬
‫ویسکوزیته‬‫میشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 12

13. ‫پتروف‬‫معادله‬-Pettrof
•‫پدیده‬‫اصطکاک‬‫در‬‫یاتاقانهای‬‫غلتشی‬‫را‬‫ابتدا‬‫پتروف‬‫با‬‫فرض‬‫هم‬‫مرک‬‫زی‬
‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫توصیف‬‫کرد‬.
•‫این‬‫روش‬‫امروزه‬‫برای‬‫مطالعه‬‫یاتاقان‬‫کارایی‬‫ندارد‬.
•‫ولی‬‫هنوز‬‫دارای‬‫اهمیت‬‫است‬.‫زیرا‬:
1-‫پارامترهای‬‫بی‬‫بعد‬‫در‬‫آن‬‫تعریف‬‫میشوند‬.
2-‫ضریب‬‫اصطکاک‬‫با‬‫این‬‫روش‬‫با‬‫دقت‬‫خوبی‬‫بدست‬‫می‬‫آید‬.
•‫فرض‬‫کنید‬‫یک‬‫شفت‬‫قائم‬‫داخل‬‫یک‬‫یاتاقان‬‫در‬‫حال‬‫دوران‬‫است‬‫و‬‫بار‬‫ب‬‫سیار‬
‫کمی‬‫را‬‫تحمل‬‫میکند‬.
•‫فضای‬‫بین‬‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫کامال‬‫از‬‫روغن‬‫پر‬‫شده‬‫است‬.
•‫شعاع‬‫شفت‬r،‫لقی‬‫شعاعی‬c،‫طول‬‫یاتاقان‬L‫به‬‫اینچ‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 13

14. •‫اگر‬‫شفت‬‫با‬‫سرعت‬‫دورانی‬N rev/s‫دوران‬،‫نماید‬‫سرعت‬‫خطی‬‫سطح‬
‫خارجی‬‫آن‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫لذا‬‫تنش‬‫برشی‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 14

15. •‫نیروی‬‫الزم‬‫برای‬‫ایجاد‬‫تنش‬‫برشی‬‫برابر‬‫تنش‬‫برشی‬‫ضرب‬‫در‬‫سطح‬‫است‬.
•‫از‬‫طرفی‬‫گشتاور‬‫الزم‬‫برای‬‫دوران‬‫شفت‬‫برابر‬‫نیرو‬‫ضرب‬‫در‬‫بازوی‬r
‫میباشد‬:
•‫حال‬‫فرض‬‫کنید‬‫بار‬‫کوچک‬W(lbf)‫به‬‫یاتاقان‬‫اعمال‬‫شود‬.‫فشار‬‫متوسط‬
‫ایجاد‬‫شده‬P‫توسط‬‫بار‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫از‬‫طرفی‬‫نیروی‬‫اصطکاکی‬‫ایجاد‬‫شده‬‫روی‬‫سطوح‬‫برابر‬‫خواهد‬‫بود‬‫با‬fW‫که‬
f‫ضریب‬‫اصطکاک‬(‫معادل‬)‫است‬.‫لذا‬‫گشتاور‬‫اصطکاکی‬‫برابر‬‫خواهد‬‫ب‬‫ود‬‫با‬:
•‫حال‬‫با‬‫برابری‬‫دو‬‫گشتاور‬‫بدست‬‫آمده‬‫خواهیم‬‫داشت‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 15

16. •‫لذا‬‫خواهیم‬‫داشت‬:
•‫به‬‫رابطه‬،‫باال‬‫معادله‬‫پتروف‬‫گویند‬‫که‬‫در‬‫سال‬1883‫انتشار‬‫یافت‬.
•‫دو‬‫پارامتر‬‫بی‬‫بعد‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬(N/P)‫و‬‫نسبت‬‫لقی‬‫شعاعی‬(r/c)
‫پارامترهای‬‫مهمی‬‫در‬‫روغنکاری‬‫میباشند‬.
•‫عدد‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬‫یا‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫به‬‫صورت‬‫زیر‬‫مشخص‬‫میشود‬:
‫این‬‫عدد‬‫در‬‫تحلیل‬‫روغنکاری‬‫بسیار‬‫مهم‬‫است‬.‫با‬‫ضرب‬‫طرفین‬‫رابطه‬‫پ‬‫تروف‬
‫در‬r/c‫داریم‬:
•‫مطابق‬‫رابطه‬،‫پتروف‬‫افزایش‬،‫دور‬،‫ویسکوزیته‬‫شعاع‬‫یاتاقان‬‫و‬‫کاهش‬
‫ضخامت‬‫و‬‫فشار‬‫روغن‬‫باعث‬‫افزایش‬‫اصطکاک‬‫میشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 16

17. ‫پایدار‬‫ی‬‫انساز‬‫و‬‫ر‬-Stable
•‫اختالف‬‫بین‬‫روغنکاری‬‫هیدرودینامیکی‬‫و‬‫مرزی‬‫در‬‫شکل‬‫زیر‬‫مشخص‬
‫میشود‬.
•‫تغییرات‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬‫بر‬‫حسب‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬(N/P)،‫حاصل‬‫از‬
‫تست‬‫اصطکاک‬‫در‬‫شکل‬‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫مطابق‬‫رابطه‬،‫پتروف‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬(f)
‫با‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬‫رابطه‬‫خطی‬‫دارد‬.
•‫البته‬‫در‬‫رابطه‬‫پتروف‬‫یاتاقان‬‫فرض‬‫شده‬‫که‬
‫ضخامت‬‫روغن‬‫ضخیم‬‫است‬‫و‬‫از‬‫تماس‬‫فلز‬‫با‬
‫فلز‬‫خبری‬‫نیست‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 17

18. •‫اصل‬‫نمودار‬‫تجربی‬‫فوق‬‫که‬‫توسط‬‫برادران‬‫مک‬‫کی‬(McKee)‫بدست‬‫آمده‬
،‫است‬‫محور‬‫افقی‬‫بجای‬(N/P)،ZN/P‫است‬‫و‬‫مقدار‬‫نقطه‬B‫برابر‬30
‫است‬.
•‫این‬‫مقدار‬‫در‬‫واحد‬N/P (reyn.rev/s/psi)‫برابر‬0.3310-6‫است‬.
•‫طراحان‬‫مقدار‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬‫را‬N/P1.7 10-6‫در‬‫نظر‬‫میگیرند‬.‫یعنی‬
‫معادل‬ZN/P150‫باشد‬.
•‫لذا‬‫برای‬‫داشتن‬‫یک‬‫الیه‬‫ضخیم‬‫روغنکاری‬‫باید‬‫مطمئن‬‫شد‬‫که‬‫شاخص‬‫ی‬‫اتاقان‬
‫در‬‫محدوده‬‫زیر‬‫باشد‬(‫چرا‬‫؟‬).
•‫فرض‬‫کنید‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬‫بگونه‬‫ای‬‫است‬‫که‬‫در‬‫سمت‬‫راست‬‫نقطه‬B‫قرار‬
‫داریم‬.‫در‬‫حین‬‫کار‬‫بر‬‫اثر‬‫اصطکاک‬،‫داخلی‬‫دمای‬‫روغن‬‫افزایش‬‫و‬‫ویسکو‬‫زیته‬
‫آن‬‫و‬‫در‬‫نتیجه‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.
•‫کاهش‬‫شاخص‬،‫یاتاقان‬‫باعث‬‫کاهش‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬f‫و‬‫در‬‫نتیجه‬‫کاهش‬‫دما‬
‫میشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 18

19. •‫با‬‫کاهش‬‫دما‬‫مجددا‬‫ویسکوزیته‬‫به‬‫مقدار‬‫اولیه‬‫خود‬‫برمیگردد‬.
•‫لذا‬‫به‬‫منطقه‬‫سمت‬‫راست‬‫نقطه‬B‫روغنکاری‬‫پایدار‬‫گویند‬.‫زیرا‬‫خود‬
‫تصحیح‬‫کن‬‫است‬.
•‫در‬‫سمت‬‫چپ‬‫نقطه‬B‫کاهش‬‫ویسکوزیته‬(N/P)‫بر‬‫اثر‬‫افزایش‬،‫دما‬
‫باعث‬‫افزایش‬‫اصطکاک‬‫و‬‫لذا‬‫افزایش‬‫دما‬‫و‬‫در‬‫نتیجه‬‫کاهش‬‫مجدد‬
‫ویسکوزیته‬‫خواهد‬‫گردید‬.
•‫لذا‬‫به‬‫این‬‫منطقه‬‫روغنکاری‬‫ناپایدار‬‫گویند‬.
•‫هرچه‬‫ویسکوزیته‬‫کمتر‬،‫باشد‬‫آنگاه‬‫شاخص‬‫یاتاقان‬(N/P)‫کوچکتر‬‫و‬
‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫کمتر‬‫و‬‫احتمال‬‫تماس‬‫فلز‬‫به‬‫فلز‬‫افزایش‬‫می‬‫یاب‬‫د‬.
•‫لذا‬‫به‬‫نقطه‬B‫آغاز‬‫مرحله‬‫تماس‬‫فلز‬‫به‬‫فلز‬‫گویند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 19

20. ‫ضخیم‬‫الیه‬‫ی‬‫غنکار‬‫و‬‫ر‬
•‫الیه‬‫روانساز‬‫در‬‫یاتاقانهای‬‫ژورنالی‬‫چگونه‬‫شکل‬‫میگیرد‬.‫در‬‫شکل‬‫زی‬‫ر‬
‫ژورنالی‬‫که‬‫در‬‫جهت‬‫ساعتگرد‬‫شروع‬‫به‬‫چرخش‬،‫نموده‬‫نشان‬‫داده‬‫شده‬
‫است‬.
•‫در‬‫شروع‬‫حرکت‬‫یاتاقان‬‫نسبتا‬‫خشک‬‫است‬.‫لذا‬‫یاتاقان‬‫به‬‫سمت‬‫راست‬‫باال‬
‫خواهد‬‫رفت‬.
•‫حال‬‫فرض‬‫کنید‬‫روغن‬‫از‬‫باال‬‫وارد‬‫یاتاقان‬‫شود‬.‫شفت‬،‫گردنده‬‫روغن‬‫ر‬‫ا‬‫در‬
‫جهت‬‫ساعتگرد‬‫پمپ‬‫میکند‬.‫روغن‬‫به‬‫منطقه‬‫گوه‬‫شکل‬‫پمپ‬‫شده‬‫و‬‫باعث‬
‫میشود‬‫ژورنال‬‫به‬‫سمت‬‫دیگر‬‫رانده‬‫شود‬.
•‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫در‬‫نیمه‬‫پایینی‬‫چپ‬
‫روی‬‫میدهد‬.
•‫در‬‫این‬،‫منطقه‬‫فشار‬‫روغن‬‫به‬‫حداکثر‬‫خود‬‫میرسد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 20

21. •C‫لقی‬‫شعاعی‬‫برابر‬‫اختالف‬‫شعاع‬‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫است‬.
•‫فاصله‬‫بین‬‫مرکز‬‫ژورنال‬O‫و‬‫مرکز‬‫یاتاقان‬O‫خارج‬‫از‬‫مرکزیت‬
(eccentricity)‫نام‬‫دارد‬.
•‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬h0‫در‬‫امتداد‬‫خط‬‫واصل‬‫دو‬‫مرکز‬OO‫روی‬
‫میدهد‬.‫در‬‫نقاط‬،‫دیگر‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫را‬‫با‬h‫نمایش‬‫میدهند‬.
•‫نسبت‬‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫اگر‬‫بوش‬‫کل‬‫ژورنال‬‫را‬‫در‬‫بر‬،‫نگیرد‬‫به‬‫آن‬‫یاتاقان‬‫جزئی‬
‫یا‬‫ناقص‬(partial bearing)،‫گویند‬‫وگرنه‬‫کامل‬‫است‬.
•‫در‬‫یاتاقان‬‫ناقص‬‫بیانگر‬‫طول‬‫زاویه‬‫ای‬‫یاتاقان‬‫است‬.
•‫در‬‫یاتاقان‬،‫ناقص‬‫اگر‬‫شعاع‬‫بوش‬‫برابر‬‫شعاع‬‫ژورنال‬
،‫باشد‬‫به‬‫آن‬‫یاتاقان‬‫کیپ‬(fitted)‫گویند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 21

22. ‫دینامیک‬‫و‬‫هیدر‬‫ی‬‫ر‬‫تئو‬
•‫اصول‬‫این‬‫تئوری‬‫در‬‫سال‬1880‫توسط‬‫تاور‬(Tower)‫ارائه‬‫شده‬‫است‬.
•‫یاتاقان‬‫مورد‬‫بررسی‬‫ناقص‬‫با‬‫قطر‬4 in،‫طول‬6 in‫و‬‫طول‬‫زاویه‬‫ای‬157
‫میباشد‬.
•‫ژورنال‬‫در‬‫حمامی‬‫از‬‫روغن‬‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬.
•‫ضرایب‬‫اصطکاک‬‫بدست‬‫آمده‬‫توسط‬‫تاور‬‫بسیار‬‫پایین‬‫بود‬.‫وقتی‬‫و‬‫ی‬‫باالی‬
‫یاتاقان‬‫را‬‫سوراخ‬،‫کرد‬‫مشاهده‬‫کرد‬‫در‬‫حین‬‫کارکرد‬،‫یاتاقان‬‫روغن‬‫از‬‫آن‬
‫خارج‬‫میشود‬.
•‫وقتی‬‫برای‬‫جلوگیری‬‫از‬‫نشت‬،‫روغن‬‫از‬‫چوب‬‫پنبه‬
‫استفاده‬،‫کرد‬‫چوب‬‫پنبه‬‫به‬‫بیرون‬‫پرتاب‬‫گردید‬.
•‫سپس‬‫فشار‬‫سنجی‬‫درون‬‫سوراخ‬‫قرار‬‫داده‬‫شد‬‫و‬‫فشار‬
‫باالیی‬‫ثبت‬‫گردید‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 22

23. •‫با‬‫اندازه‬‫گیری‬‫فشار‬‫فیلم‬‫روغن‬‫در‬‫مکانهای‬‫مختلف‬‫به‬‫توزیع‬‫شکل‬‫ز‬‫یر‬‫در‬
‫راستای‬‫عرضی‬‫و‬‫طولی‬‫یاتاقان‬‫رسید‬.
•‫بر‬‫مبنای‬‫نتایج‬‫آقای‬،‫تاور‬‫آقای‬‫رینولدز‬‫نتیجه‬‫گرفت‬‫که‬‫باید‬‫رابط‬‫ه‬‫ای‬‫بین‬
،‫اصطکاک‬‫فشار‬‫روغن‬‫و‬‫سرعت‬‫وجود‬‫داشته‬‫باشد‬.
•‫رینولدز‬‫فرض‬‫کرد‬‫که‬‫روغن‬‫به‬‫هر‬‫دو‬‫سطح‬‫چسبیده‬‫و‬‫توسط‬‫سطح‬‫متح‬‫رک‬
‫به‬‫منطقه‬‫باریکتر‬‫گوه‬‫ای‬‫شکل‬‫وارد‬‫شده‬‫و‬‫تولید‬‫فیلم‬‫سیال‬‫با‬‫فش‬‫ار‬‫باال‬،‫میکند‬
‫بگونه‬‫ایکه‬‫الیه‬‫روغن‬‫بار‬‫را‬‫تحمل‬‫میکند‬.
•‫یکی‬‫از‬‫فرضیات‬‫اساسی‬‫رینولدز‬‫آن‬‫بود‬‫که‬
‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫آنقدر‬‫نسبت‬‫به‬‫شعاع‬‫یاتاقان‬
‫کوچک‬‫است‬‫که‬‫از‬‫انحنای‬‫یاتاقان‬‫در‬‫بررسی‬
‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫میتوان‬‫صرف‬‫نظر‬‫کرد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 23

24. •‫فرضیات‬‫تئوری‬‫رینولدز‬‫به‬‫شرح‬‫زیر‬‫است‬:
1-‫روغن‬‫از‬‫قانون‬‫ویسکوزیته‬‫نیوتن‬(‫سیال‬‫نیوتنی‬)‫تبعیت‬‫میکند‬.
2-‫از‬‫نیروهای‬‫اینرسی‬‫یاتاقان‬(‫اینرسی‬‫دورانی‬)‫صرف‬‫نظر‬‫میشود‬.
3-‫سیال‬‫تراکم‬‫ناپذیر‬‫است‬.
4-‫ویسکوزیته‬‫در‬‫طول‬‫فیلم‬‫روغن‬‫ثابت‬‫است‬.
5-‫فشار‬‫در‬‫جهت‬‫محوری‬‫یاتاقان‬‫ثابت‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 24

25. •‫فرض‬‫کنید‬‫یاتاقان‬‫با‬‫سرعت‬‫سطح‬‫ثابت‬U‫در‬‫حال‬‫حرکت‬‫است‬.‫فرضیات‬
‫اضافه‬‫زیر‬‫را‬‫نیز‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬:
1-‫طول‬‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫در‬‫جهت‬z‫بینهایت‬‫هستند‬.
2-‫فشار‬‫روغن‬‫در‬‫جهت‬y‫ثابت‬‫است‬.
3-‫سرعت‬‫هر‬‫ذره‬‫روغن‬‫تنها‬‫وابسته‬‫به‬‫مختصات‬(x,y)‫است‬.
•‫المانی‬‫از‬‫الیه‬‫روغن‬‫را‬‫با‬‫ابعاد‬dxdydz‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬.‫نیروهای‬‫افقی‬‫مانند‬
‫شکل‬‫روی‬‫آن‬‫اثر‬‫میکنند‬(‫نیروهای‬‫در‬‫جهت‬y‫ترسیم‬‫نشده‬‫اند‬).
•‫تعادل‬‫نیروهای‬‫افقی‬‫را‬‫بررسی‬‫میکنیم‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 25

26. •‫سوال‬:‫در‬‫رابطه‬‫باال‬‫چرا‬dp/dx‫ولی‬/x‫؟‬
•‫پاسخ‬:‫به‬‫فرض‬2‫اسالید‬‫قبلی‬‫رجوع‬‫شود‬.
•‫با‬‫ساده‬،‫سازی‬‫رابطه‬‫زیر‬‫حاصل‬‫میشود‬:
•‫اما‬‫در‬‫سیاالت‬‫نیوتنی‬‫رابطه‬‫زیر‬‫برقرار‬‫است‬:
•‫توجه‬‫شود‬‫که‬‫سرعت‬‫سیال‬u=u(x,y)‫است‬.‫لذا‬‫داریم‬:
•‫با‬‫انتگرال‬‫گیری‬‫از‬‫طرفین‬‫داریم‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 26

27. •‫شرایط‬‫مرزی‬:‫روغن‬‫در‬‫باال‬‫و‬‫پایین‬،‫الیه‬‫به‬‫سطح‬‫چسبیده‬‫است‬.‫لذا‬:
•‫لذا‬‫خواهیم‬‫داشت‬:
•‫بنابراین‬‫پروفیل‬‫سرعت‬‫سیال‬‫در‬‫الیه‬‫روغن‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
•‫لذا‬‫سرعت‬‫سیال‬‫بر‬‫حسب‬‫مختصات‬y‫و‬‫گرادیان‬‫فشار‬dp/dx‫بدست‬‫می‬‫آید‬.
•‫سوال‬:‫آیا‬u‫تابعی‬‫از‬x‫نیز‬‫میباشد؟‬
•‫جواب‬:h=h(x)‫و‬‫همچنین‬p=p(x).‫لذا‬u‫تابعی‬‫از‬x,y‫است‬.
•‫مطابق‬‫رابطه‬،‫باال‬‫توزیع‬‫سرعت‬‫در‬‫عرض‬‫الیه‬،‫روغن‬‫جمع‬‫دو‬‫تابع‬‫توزی‬‫ع‬
‫سهموی‬‫و‬‫خطی‬‫میباشد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 27

28. •‫توزیع‬‫سهموی‬‫بسته‬‫به‬‫مقدار‬dp/dx‫میتواند‬‫با‬‫توزیع‬،‫خطی‬‫جمع‬‫یا‬‫تفری‬‫ق‬
‫شود‬.
•‫وقتیکه‬‫فشار‬‫حداکثر‬‫است‬(‫در‬‫نقطه‬‫ایکه‬‫فشار‬‫ماکزیمم‬‫است‬)،dp/dx=0
‫است‬‫و‬‫در‬‫نتیجه‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 28

29. •Q‫برابر‬‫میزان‬‫حجم‬‫روغن‬‫عبوری‬‫در‬‫جهت‬x‫در‬‫واحد‬،‫زمان‬‫به‬‫قرار‬‫زیر‬
‫است‬(‫با‬‫فرض‬‫پهنای‬‫واحد‬‫در‬‫جهت‬z):
•‫حال‬‫با‬‫جایگذاری‬u‫داریم‬:
•‫به‬‫دلیل‬‫آنکه‬‫روغن‬‫سیال‬‫تراکم‬‫ناپذیر‬‫فرض‬،‫شد‬‫لذا‬‫حجم‬‫آن‬‫در‬‫سطح‬‫مق‬‫طع‬‫های‬
‫مختلف‬‫ثابت‬‫است‬.‫لذا‬Q‫نباید‬‫تابعی‬‫از‬x‫باشد‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 29

30. •‫رابطه‬،‫باال‬‫معادله‬‫جریان‬‫کالسیک‬‫یک‬‫بعدی‬‫رینولدز‬‫میباشد‬.
•‫اگر‬‫از‬‫نشتی‬‫روغن‬‫در‬‫جهت‬z‫صرف‬‫نظر‬‫نشود‬،‫رابطه‬‫بصورت‬‫زیر‬‫میشود‬:
•‫معادله‬‫باال‬‫بصورت‬‫کلی‬‫حل‬‫تحلیلی‬‫ندارد‬‫و‬‫باید‬‫از‬‫روشهای‬‫تقریبی‬‫ی‬‫ا‬‫عددی‬‫حل‬
‫شود‬.
•‫یکی‬‫از‬‫حلهای‬‫مهم‬‫معادله‬،‫باال‬‫حل‬‫سامرفیلد‬‫است‬.‫سامرفیلد‬‫معادله‬‫باال‬‫ر‬‫ا‬‫با‬
‫فرض‬‫نبود‬‫نشتی‬‫جانبی‬‫برای‬‫یاتاقان‬‫کامل‬‫و‬‫ناقص‬180(‫نیمه‬)‫بفرم‬‫زیر‬‫حل‬
‫نمود‬:
•‫تابعی‬‫است‬‫که‬‫بسته‬‫به‬‫مساله‬‫مورد‬‫بررسی‬‫باید‬‫یافت‬‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 30

31. ‫کلی‬‫نکات‬(‫امات‬‫ز‬‫ال‬)‫احی‬‫ر‬‫ط‬
•‫در‬‫طراحی‬‫یاتاقانهای‬‫لغزشی‬‫دو‬‫دسته‬‫متغیر‬‫وجود‬‫دارد‬:
•‫الف‬)‫متغیرهایی‬‫که‬‫مقادیرشان‬‫معلوم‬‫یا‬‫تحت‬‫کنترل‬‫طراح‬‫است‬:
‫ویسکوزیته‬-‫شده‬ ‫تصویر‬ ‫سطح‬ ‫واحد‬ ‫بر‬ ‫بار‬P-‫دوران‬ ‫سرعت‬N–‫ابعاد‬
‫یاتاقان‬(r,c,,l)
•‫از‬‫بین‬4‫متغیر‬‫باال‬‫طراح‬‫معموال‬‫کنترلی‬‫روی‬‫سرعت‬‫دوران‬‫یاتاقان‬‫ندار‬‫د‬.
‫زیرا‬‫جزء‬‫الزامات‬‫ماشینی‬‫است‬‫که‬‫یاتاقان‬‫در‬‫آن‬‫بکار‬‫رفته‬‫است‬.
•‫گاهی‬‫ویسکوزیته‬‫روغن‬‫نیز‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.‫مثال‬‫از‬‫روغن‬‫خاصی‬‫در‬‫دستگ‬‫اه‬
‫برای‬‫روغنکاری‬‫قسمتهای‬‫مختلف‬‫استفاده‬‫میشود‬.
•‫مابقی‬‫متغیرها‬‫و‬‫گاهی‬‫ویسکوزیته‬‫توسط‬‫طراح‬‫تصمیم‬‫گیری‬‫میشود‬.
•‫اگر‬‫این‬4‫متغیر‬‫در‬‫یک‬‫یاتاقان‬‫ژورنال‬‫مشخص‬،‫شود‬‫طرح‬‫کامل‬‫گشته‬‫اس‬‫ت‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 31

32. •‫ب‬)‫متغیرهایی‬‫که‬‫وابسته‬‫به‬‫متغیرهای‬‫گروه‬‫اول‬‫هستند‬‫و‬‫طراح‬‫مستقی‬‫ما‬
‫کنترلی‬‫روی‬‫آنها‬‫ندارد‬.‫این‬‫متغیرها‬‫عبارتند‬‫از‬:
‫اصطکاک‬ ‫ضریب‬f-‫دما‬ ‫افزایش‬T-‫جریان‬ ‫دبی‬‫روغن‬Q-‫ضخامت‬ ‫حداقل‬
‫روغن‬h0
•‫این‬4‫متغیر‬‫معرف‬‫نحوه‬‫عملکرد‬‫یاتاقان‬‫بوده‬‫و‬‫به‬‫آنها‬‫فاکتورهای‬‫عملک‬‫رد‬
(performance factors)‫گویند‬.
•‫برای‬‫عملکرد‬‫مناسب‬،‫یاتاقان‬‫طراح‬‫باید‬‫محدوده‬‫خاصی‬‫برای‬‫مقادیر‬‫چهار‬
‫متغیر‬‫باال‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرد‬.‫این‬‫محدوده‬‫ها‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫ویژگیهای‬‫روانساز‬‫و‬
‫خواص‬‫یاتاقان‬‫مشخص‬‫میشود‬.
•‫لذا‬‫طراحی‬‫یاتاقان‬‫لغزشی‬‫شامل‬:
«‫انتخاب‬‫محدوده‬‫مناسب‬‫برای‬‫متغیرهای‬‫گروه‬‫دوم‬‫و‬‫سپس‬‫تصمیم‬‫گیری‬‫ب‬‫رای‬
‫متغیرهای‬‫گروه‬،‫اول‬‫به‬‫نحویکه‬‫محدوده‬‫متغیرهای‬‫گروه‬‫دوم‬‫تامین‬‫شود‬.»
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 32

33. ‫موثر‬‫ای‬‫اویه‬‫ز‬‫سرعت‬
•‫تاکنون‬‫فرض‬‫بر‬‫این‬‫بود‬‫که‬‫فقط‬‫شفت‬(‫ژورنال‬)‫دوران‬‫نموده‬‫و‬‫سرعت‬‫د‬‫ورانی‬
‫شفت‬‫را‬‫در‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫بکار‬‫می‬‫گرفتیم‬.
•‫اما‬‫در‬‫واقع‬‫سرعت‬‫دوران‬N‫که‬‫در‬‫روغنکاری‬‫فیلم‬‫هیدرودینامیکی‬‫موثر‬
،‫است‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 33

34. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 34

35. ‫امپلر‬‫ر‬‫ت‬‫معیار‬‫طبق‬‫احی‬‫ر‬‫ط‬‫محدودیتهای‬Trumpler
•‫مجموعه‬‫یاتاقان‬‫لغزشی‬‫بوسیله‬‫تولید‬‫فشار‬‫روغن‬‫بار‬‫را‬‫تحمل‬‫میک‬‫ند‬‫و‬‫این‬
‫کار‬‫را‬‫توسط‬‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬‫انجام‬‫میدهد‬.
•‫لذا‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫روغن‬h0‫آنقدر‬‫کاهش‬‫یافته‬(‫متناسب‬‫با‬‫آن‬‫فشار‬‫افزای‬‫ش‬
‫یافته‬)‫تا‬‫بار‬‫تحمل‬‫شود‬.
•‫سوال‬:‫اما‬‫آیا‬‫قیدی‬‫برای‬‫کاهش‬h0‫وجود‬‫ندارد؟‬
•‫سطوح‬‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫دارای‬‫زبری‬‫هایی‬‫است‬‫که‬‫توسط‬‫الیه‬‫روغن‬‫از‬
‫یکدیگر‬‫جدا‬‫میشوند‬.
•‫در‬‫ابتدای‬‫حرکت‬‫در‬‫اثر‬‫تماس‬‫فلز‬‫با‬،‫فلز‬‫این‬‫زبریها‬‫یکدیگر‬‫را‬‫ش‬‫کسته‬‫به‬
‫داخل‬‫الیه‬‫روغن‬‫رها‬‫می‬‫شوند‬.
•‫اگر‬‫فیلتری‬،‫نباشد‬‫این‬‫ذرات‬‫انباشته‬‫میشوند‬.‫در‬‫حالیکه‬‫باید‬‫بت‬‫وانند‬‫آزادانه‬‫از‬
‫کمترین‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫عبور‬‫کنند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 35

36. •‫لذا‬‫ترامپلر‬‫طی‬‫آزمایشات‬،‫مختلف‬‫گلویی‬‫حداقل‬‫برابر‬200 in‫برای‬‫عبور‬
‫ذرات‬‫در‬‫نظر‬‫گرفت‬.
•‫با‬‫درنظرگیری‬‫اثر‬‫اندازه‬‫و‬،‫تلورانس‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫باید‬‫از‬
‫رابطه‬‫زیر‬‫تبعیت‬‫کند‬:
•‫یک‬‫روانساز‬‫ترکیبی‬‫از‬‫هیدروکربنهایی‬‫است‬‫که‬‫با‬‫افزایش‬،‫دما‬‫سب‬‫ک‬‫ترها‬
‫بخار‬‫شده‬‫و‬‫سنگین‬‫ترها‬‫باقی‬‫می‬‫مانند‬.
•‫این‬‫پروسه‬‫به‬‫مرور‬‫زمان‬‫باعث‬‫افزایش‬‫ویسکوزیته‬‫روغن‬‫و‬‫لذا‬‫افزایش‬‫دمای‬
‫تولیدی‬‫داخل‬‫سیال‬‫میشود‬.
•‫در‬‫روغنهای‬‫سبک‬،‫آقای‬‫ترامپلر‬‫حداکثر‬‫دمای‬‫فیلم‬‫روغن‬‫را‬‫محدود‬‫کرد‬‫ب‬‫ه‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 36

37. •‫یاتاقانهای‬‫لغزشی‬‫اغلب‬‫از‬‫جنس‬‫فوالد‬‫سنگ‬‫خورده‬‫در‬‫داخل‬‫یک‬‫بوش‬‫نرم‬‫تر‬‫و‬
‫اغلب‬‫غیرآهنی‬‫هستند‬.
•‫در‬‫شروع‬‫حرکت‬‫تحت‬،‫بار‬‫تماس‬‫فلز‬‫با‬‫فلز‬‫وجود‬‫داشته‬‫و‬‫تولید‬‫ذرات‬‫خ‬‫وردگی‬
‫میشود‬.‫این‬‫خوردگی‬‫باعث‬‫تغییر‬‫هندسه‬‫بوش‬‫میشود‬.
•‫لذا‬‫محدودیت‬‫زیر‬‫برای‬‫بار‬‫شروع‬‫حرکت‬‫بر‬‫واحد‬‫سطح‬‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫می‬‫شود‬:
•‫اگر‬‫بار‬‫روی‬‫یاتاقان‬‫لغزشی‬‫بصورت‬‫ناگهانی‬‫افزایش‬،‫یابد‬‫افزایش‬‫د‬‫مای‬‫روغن‬
‫نیز‬‫ناگهانی‬‫خواهد‬‫بود‬.
•‫این‬‫افزایش‬‫بار‬‫ناگهانی‬‫معموال‬‫بر‬‫اثر‬‫لرزشهای‬‫مختلف‬‫مکرر‬‫روی‬‫میده‬‫د‬.‫لذا‬
‫آقای‬‫ترامپلر‬‫ضریب‬‫طراحی‬‫بزرگتر‬‫از‬2‫را‬‫بکار‬‫گرفت‬.
•‫این‬‫ضریب‬‫برای‬‫بار‬‫شروع‬‫حرکت‬‫نیست‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 37

38. ‫متغیرها‬‫تباط‬‫ر‬‫ا‬
•‫بیان‬‫شد‬‫متغیرهای‬‫گروه‬‫اول‬‫و‬‫دوم‬‫با‬‫یکدیگر‬‫در‬‫ارتباط‬‫هستند‬.
•‫قبل‬‫از‬‫شروع‬‫طراحی‬‫باید‬‫از‬‫این‬‫ارتباط‬‫آگاه‬‫باشیم‬.
•‫این‬‫ارتباط‬‫توسط‬‫حل‬‫عددی‬‫معادله‬‫رینولدز‬‫به‬‫کمک‬‫کامپیوتر‬‫توسط‬‫آقایان‬
‫ریموندی‬‫و‬‫بوید‬(Raymondi-Boyd)‫در‬‫سال‬1958‫صورت‬‫گرفته‬‫است‬.
•‫این‬‫اطالعات‬‫گسترده‬‫در‬‫دسترس‬‫طراحان‬‫یاتاقان‬‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬.
•‫مقاله‬‫آقایان‬‫ریموندی‬‫و‬‫بوید‬‫در‬3‫مقاله‬‫شامل‬45‫نمودار‬‫و‬6‫جدول‬‫ارائه‬
‫شده‬‫است‬.‫نمودارها‬‫برای‬‫یاتاقان‬‫با‬l/d=1,1/2,1/4,‫و‬‫برای‬‫زاویه‬‫یاتاقان‬
=60-360‫ارائه‬‫شده‬‫است‬.
•‫نتایج‬‫در‬‫کتاب‬‫فقط‬‫برای‬‫طول‬‫یاتاقان‬‫بینهایت‬(‫بدون‬‫نشت‬‫جانبی‬)‫و‬‫یاتاقان‬
‫کامل‬(=360)‫ارائه‬‫گردیده‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 38

39. ‫یته‬‫ز‬‫ویسکو‬‫های‬‫ر‬‫نمودا‬(‫لزجت‬‫یا‬‫ی‬‫و‬‫انر‬‫ر‬‫گ‬)
•‫یکی‬‫از‬‫فرضهای‬‫مهم‬‫تحلیل‬‫عددی‬‫ریموندی‬-‫بوید‬،‫ثابت‬‫بودن‬‫ویسکو‬‫زیته‬
‫روغن‬‫در‬‫طی‬‫عبور‬‫از‬‫یاتاقان‬‫است‬.
•‫اما‬‫در‬‫طی‬‫عبور‬‫روغن‬‫از‬‫یاتاقان‬‫بر‬‫روی‬‫آن‬‫کار‬‫صورت‬‫میگیرد‬(‫تنشه‬‫ای‬
‫برشی‬).‫لذا‬‫دمای‬‫روغن‬‫وقت‬‫خروج‬‫از‬‫منطقه‬‫بارگذاری‬‫بیشتر‬‫از‬‫دمای‬
‫روغن‬‫هنگام‬‫ورود‬‫به‬‫این‬‫منطقه‬‫است‬.
•‫از‬‫طرفی‬‫با‬‫افزایش‬،‫دما‬‫ویسکوزیته‬‫افت‬‫چشم‬‫گیری‬‫میکند‬.
•‫چون‬‫تحلیل‬‫بر‬‫مبنای‬‫ویسکوزیته‬‫ثابت‬،‫است‬‫برای‬‫خطای‬‫کمتر‬‫با‬‫ید‬
‫یک‬‫ویسکوزیته‬‫متوسط‬‫برای‬‫تحلیل‬‫در‬‫نظر‬‫گرفت‬.
•‫این‬‫ویسکوزیته‬‫متوسط‬‫را‬‫برای‬‫دمای‬‫متوسط‬‫روغن‬‫در‬‫نظر‬‫میگیریم‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 39

40. •‫باید‬‫توجه‬‫شود‬‫که‬‫مقداری‬‫از‬‫روغن‬‫قبل‬‫از‬‫آنکه‬‫در‬‫منطقه‬‫تحت‬،‫فشار‬‫کا‬‫ری‬‫بر‬
‫روی‬‫آن‬‫صورت‬،‫گیرد‬‫بصورت‬‫نشتی‬‫جانبی‬‫خارج‬‫میشود‬.
•‫مابقی‬‫روغن‬‫زیر‬‫بار‬‫رفته‬‫و‬‫بعد‬‫از‬‫افزایش‬‫دما‬‫از‬‫زیر‬‫بار‬‫خارج‬‫میشود‬.
•‫دمای‬‫متوسط‬‫روغن‬‫را‬‫متوسط‬‫دمای‬‫ورودی‬‫و‬‫خروجی‬‫در‬‫نظر‬‫میگیریم‬:
•‫که‬T1‫دمای‬‫روغن‬‫ورودی‬‫و‬T‫مقدار‬‫افزایش‬‫دمای‬‫روغن‬‫از‬‫ورود‬‫تا‬‫خروج‬
‫از‬‫زیر‬‫منطقه‬‫تحت‬‫فشار‬‫است‬.
•‫حال‬‫ویسکوزیته‬‫معادل‬‫با‬Tav‫به‬‫عنوان‬‫ویسکوزیته‬‫ثابت‬‫در‬‫تحلیل‬‫بکار‬‫گ‬‫رفته‬
‫میشود‬.
•‫توجه‬:‫ویسکوزیته‬‫بصورت‬‫غیرخطی‬‫با‬‫افزایش‬،‫دما‬‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.
•‫در‬‫نمودارهای‬12-12‫تا‬12-14‫محور‬‫افقی‬‫دما‬‫بصورت‬‫غیرلگاریتمی‬‫و‬
‫محور‬‫عمودی‬(‫ویسکوزیته‬)‫بصورت‬‫لگاریتمی‬‫ترسیم‬‫شده‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 40

41. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 41

42. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 42

43. •‫در‬‫این‬‫نمودارها‬‫رابطه‬‫ویسکوزیته‬‫و‬‫دما‬‫بصورت‬‫گرافیکی‬‫موجود‬‫است‬‫و‬
‫نه‬‫فرمولی‬.
•‫برای‬‫داشتن‬،‫فرمول‬‫باید‬‫روی‬‫این‬،‫نمودارها‬‫منحنی‬‫همانند‬‫جدول‬‫زیر‬‫سو‬‫ار‬
‫شود‬:
•‫یعنی‬‫از‬‫حل‬‫مستقیم‬‫معادله‬،‫رینولدز‬‫رابطه‬‫استخراج‬‫نمیشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 43

44. •‫یکی‬‫از‬‫موضوعات‬‫مهم‬‫تحلیل‬،‫روغنکاری‬‫تعیین‬‫دمای‬‫روغن‬‫خروجی‬‫ب‬‫ا‬
‫فرض‬‫مشخص‬‫بودن‬‫مشخصات‬‫روغن‬‫و‬‫دمای‬‫ورودی‬‫آن‬‫است‬.
•‫این‬‫تحلیل‬‫نیازمند‬‫سعی‬‫و‬‫خطا‬‫است‬:
1-‫ابتدا‬‫مقداری‬‫برای‬‫افزایش‬‫دما‬T‫برآورد‬‫میشود‬.
2-‫سپس‬‫مقدار‬‫ویسکوزیته‬‫از‬‫روی‬‫نمودار‬‫مشخص‬‫میشود‬.
3-‫از‬‫روی‬‫مقدار‬،‫ویسکوزیته‬‫مقدار‬‫افزایش‬‫دما‬‫مشخص‬‫میشود‬.
4-‫این‬‫روند‬‫آنقدر‬‫ادامه‬‫می‬‫یابد‬‫تا‬‫دمای‬‫پیش‬‫بینی‬‫شده‬‫و‬‫محاسبه‬‫شده‬‫ی‬‫کی‬
‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 44

45. •‫در‬‫مابقی‬‫چارت‬‫های‬‫ریموندی‬-،‫بوید‬‫متغیرهای‬‫عملکردی‬‫یاتاقان‬‫به‬‫عدد‬
‫سامرفیلد‬‫مرتبط‬‫میشود‬.‫این‬‫متغیرها‬‫در‬‫شکل‬‫زیر‬‫نشان‬‫داده‬‫شده‬‫اند‬:
•‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬h0
•‫ضریب‬‫اصطکاک‬f
•‫نرخ‬‫جریان‬‫روغن‬Q
•‫فشار‬‫روغن‬P
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 45

46. ‫غن‬‫و‬‫ر‬‫ضخامت‬‫حداقل‬‫نمودار‬
•‫در‬‫نمودار‬‫ریموندی‬-‫بوید‬،‫متغیر‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫روغن‬(h0/c)‫و‬‫نسبت‬
‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬(=e/c)‫بر‬‫حسب‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬S‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫همچنین‬‫محل‬‫موقعیت‬‫زاویه‬‫ای‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬،‫در‬‫نمودار‬
‫بعدی‬‫تعیین‬‫شده‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 46

47. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 47

48. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 48

49. ‫مثال‬
•‫در‬‫یاتاقان‬‫با‬‫داده‬‫های‬،‫زیر‬‫مقدار‬h0,e‫را‬‫بیابید‬:
c=0.0015 in, r=0.75 in, W=500 lbf, N=30 rev/s, =4 reyn,
l=1.5 in
•‫حل‬:‫برای‬‫استفاده‬‫از‬‫نمودار‬‫احتیاج‬‫به‬‫محاسبه‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫و‬‫در‬‫نتیج‬‫ه‬‫مقدار‬
P‫میباشد‬.
‫فشار‬‫نامی‬‫یاتاقان‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫در‬‫نتیجه‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 49

50. •‫از‬‫طرفی‬l/d=1.5/(2*0.75)=1‫لذا‬‫با‬‫مراجعه‬‫به‬‫نمودار‬‫داریم‬:
•‫به‬h0/c‫متغیر‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫روغن‬‫گویند‬.‫از‬‫آنجا‬‫که‬c=0.0015 in‫لذا‬:
•‫از‬‫نمودار‬‫مقدار‬‫موقعیت‬‫زاویه‬‫ای‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫روغن‬‫برابر‬53
‫بدست‬‫می‬‫آید‬.
•‫توجه‬:‫میدانیم‬‫رابطه‬‫زیر‬‫برقرار‬‫است‬:
‫لذا‬‫با‬‫تقسیم‬‫طرفین‬‫بر‬c‫داریم‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 50

51. •‫اگر‬‫ژورنال‬‫در‬‫مرکز‬‫یاتاقان‬،‫باشد‬h0=c, e=0‫و‬‫مطابق‬‫بار‬‫بسیار‬‫کم‬‫می‬
‫باشد‬.
•‫وقتی‬‫بار‬‫افزایش‬،‫یابد‬‫ژورنال‬‫به‬‫سمت‬‫پایین‬‫حرکت‬‫میکند‬.‫طراحی‬‫ب‬‫هینه‬
‫وقتی‬‫است‬‫که‬‫یاتاقان‬‫بیشترین‬‫بار‬‫را‬‫تحمل‬‫کند‬.
•‫حالت‬‫حداکثر‬‫بار‬‫در‬‫نمودار‬‫با‬‫خط‬‫چین‬‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫توجه‬‫شود‬‫که‬‫این‬‫حالت‬‫معادل‬‫حداقل‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬f‫نیست‬.‫حداقل‬‫ضریب‬
‫اصطکاک‬‫نیز‬‫در‬‫شکل‬‫با‬‫خط‬‫چین‬‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫این‬‫دو‬‫حالت‬‫حدی‬‫در‬‫طراحی‬‫یاتاقانهای‬‫ژورنال‬‫می‬‫باشند‬.
•‫توجه‬:‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
‫لذا‬‫با‬‫افزایش‬،‫بار‬‫مقدار‬P‫افزایش‬‫می‬‫یابد‬.‫همچنین‬‫دمای‬‫روغن‬‫افزایش‬‫و‬
‫ویسکوزیته‬‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.‫لذا‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫کاهش‬‫خواهد‬‫یافت‬.
•‫شبیه‬‫این‬‫موضوع‬‫برای‬‫اصطکاک‬‫وجود‬‫دارد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 51

52. ‫اصطکاک‬‫یب‬‫ر‬‫ض‬
•‫در‬‫نمودارهای‬12-18،‫شاخص‬‫اصطکاک‬(r/c)f‫بر‬‫حسب‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬
S‫برای‬l/d‫های‬‫مختلف‬‫ترسیم‬‫شده‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 52

53. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 53

54. ‫مثال‬
•‫با‬‫پارامترهای‬‫یاتاقان‬‫مثال‬،‫قبل‬‫مقدار‬‫ضریب‬،‫اصطکاک‬‫گشتاور‬‫ال‬‫زم‬
‫برای‬‫غلبه‬‫بر‬‫این‬‫اصطکاک‬‫و‬‫توان‬‫اتالفی‬‫بر‬‫اثر‬‫اصطکاک‬‫را‬‫بی‬‫ابید‬.
•‫حل‬:‫از‬‫روی‬‫نمودار‬‫برای‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬S=0.135‫و‬l/d=1‫مقدار‬
(r/c)f=3.50‫بدست‬‫می‬‫آید‬.‫بنابراین‬:
•‫گشتاور‬‫اصطکاکی‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫و‬‫توان‬‫اتالفی‬‫به‬‫اسب‬‫بخار‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 54

55. ‫غن‬‫و‬‫ر‬‫یان‬‫ر‬‫ج‬
•‫برای‬‫تعیین‬‫میزان‬‫حجم‬‫جریان‬‫روغن‬Q‫و‬‫همچنین‬‫مقدار‬‫جریان‬‫نشتی‬Qs‫از‬
‫نمودارهای‬12-19‫و‬12-20‫کتاب‬‫استفاده‬‫میشود‬.
•‫این‬‫نمودارها‬‫بر‬‫حسب‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫و‬‫برای‬l/d‫های‬‫مختلف‬‫ترسیم‬‫شده‬‫اند‬.
•‫توجه‬:‫نشتی‬‫جانبی‬‫در‬‫پایین‬‫یاتاقان‬‫جائیکه‬‫فشار‬‫از‬‫فشار‬‫اتمسف‬‫ر‬‫بیشتر‬،‫است‬
‫صورت‬
‫می‬‫پذیرد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 55

56. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 56

57. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 57

58. ‫مثال‬
•‫در‬‫ادامه‬‫مثالهای‬،‫قبلی‬‫نرخ‬‫جریان‬‫حجمی‬‫جریان‬Q‫و‬‫نرخ‬‫جریان‬‫نشتی‬‫جانبی‬
Qs‫را‬‫محاسبه‬‫کنید‬:
•‫با‬‫داشتن‬S=0.135‫و‬l/d=1‫و‬‫مراجعه‬‫به‬،‫نمودار‬‫مقدار‬‫نرخ‬‫جریان‬‫بصورت‬
‫زیر‬‫است‬:
•‫و‬‫مقدار‬‫جریان‬‫نشتی‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 58

59. ‫غن‬‫و‬‫ر‬‫الیه‬‫فشار‬
•‫حداکثر‬‫فشار‬‫در‬‫الیه‬‫روغن‬‫بصورت‬P/pmax‫بر‬‫حسب‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬S‫و‬
l/d‫در‬‫نمودار‬12-21‫ترسیم‬‫شده‬‫است‬.
•‫همچنین‬‫موقعیت‬‫زاویه‬‫ای‬‫حداکثر‬‫فشار‬‫الیه‬‫روغن‬max‫و‬‫جائیکه‬‫فشار‬
‫صفر‬‫میشود‬0،‫در‬‫نمودار‬12-22‫نشان‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫توجه‬:‫جائیکه‬‫فشار‬‫حداکثر‬‫میشود‬max،‫با‬‫جائیکه‬‫ضخامت‬‫الیه‬
‫روغن‬‫حداقل‬‫میشود‬،‫لزوما‬‫یکی‬‫نیست‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 59

60. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 60

61. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 61

62. ‫مثال‬
•‫بر‬‫مبنای‬‫اطالعات‬‫داده‬‫شده‬‫در‬‫مثال‬،‫قبل‬‫حداکثر‬‫فشار‬،‫روغن‬‫محل‬‫آن‬‫و‬‫م‬‫حل‬
‫خاتمه‬‫فشار‬‫روغن‬‫را‬‫بیابید‬.
•‫حل‬:‫با‬‫توجه‬‫به‬S=0.135‫و‬l/d=1‫در‬‫نمودار‬12-21‫داریم‬:
•‫از‬12-22‫موقعیت‬‫زاویه‬‫ای‬‫حداکثر‬‫فشار‬‫و‬‫فشار‬‫صفر‬‫بصورت‬‫زیر‬‫ا‬‫ست‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 62

63. •‫در‬‫مثالهای‬‫بیان‬،‫شده‬‫نحوه‬‫بکارگیری‬‫نمودارها‬‫بیان‬‫شد‬.
•‫مثالهای‬‫بیان‬‫شده‬‫بسیار‬‫ساده‬‫بودند‬.‫زیرا‬‫ویسکوزیته‬‫معادل‬‫حالت‬‫پ‬‫ایا‬‫در‬‫آن‬
‫داده‬‫شده‬‫بود‬.
•‫در‬‫حالیکه‬‫اصل‬،‫طراحی‬‫نحوه‬‫محاسبه‬‫دمای‬‫متوسط‬‫الیه‬‫روغن‬‫و‬‫در‬
‫نتیجه‬‫ویسکوزیته‬‫آن‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫مباحث‬‫انرژی‬‫می‬‫باشد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 63

64. ‫دما‬‫ایش‬‫ز‬‫اف‬‫مقدار‬‫محاسبه‬T
•‫مقدار‬‫دمای‬‫روغن‬‫بر‬‫اثر‬‫کار‬‫انجام‬‫شده‬‫توسط‬‫تنش‬‫برشی‬‫داخل‬‫الیه‬‫روغن‬،
‫افزایش‬
‫می‬‫یابد‬.
•‫این‬‫افزایش‬‫تا‬‫جایی‬‫ادامه‬‫دارد‬‫که‬‫نرخ‬‫کار‬‫انجام‬‫شده‬‫توسط‬‫اصطکاک‬‫داخ‬‫ل‬
،‫سیال‬‫با‬‫نرخ‬‫حرارتی‬‫که‬‫به‬‫پیرامون‬‫منتقل‬،‫میشود‬‫متعادل‬‫شود‬.
•‫فرض‬‫کنید‬‫دمای‬‫روغن‬‫در‬‫حوضچه‬‫روغن‬‫برابر‬Ts‫باشد‬‫و‬‫وقتی‬‫به‬‫حلقه‬
‫داخلی‬‫یاتاقان‬‫وارد‬،‫میشود‬‫برابر‬T1‫باشد‬.
•‫حوضچه‬‫یک‬‫شیار‬‫داخل‬‫نیمه‬
‫باالیی‬‫بوش‬‫یاتاقان‬‫و‬‫به‬‫شکلهای‬
‫یا‬ ‫و‬ ‫مختلف‬‫بیرون‬ ‫در‬‫باشد‬ ‫می‬ ‫یاتاقان‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 64

65. •‫روغن‬‫بعد‬‫از‬‫آنکه‬‫از‬‫زیر‬‫منطقه‬‫بار‬‫بیرون‬،‫آمد‬‫به‬‫دمای‬T1+T‫رسیده‬‫و‬‫به‬
‫مخزن‬‫باز‬‫میگردد‬.
•‫مقداری‬‫از‬‫روغن‬‫نیز‬‫بصورت‬‫جانبی‬‫نشت‬‫کرده‬‫و‬‫با‬‫دمای‬T1+T/2‫به‬
‫حوضچه‬‫بر‬‫میگردد‬.
•‫توجه‬:‫روغن‬‫نشتی‬‫کامال‬‫زیر‬‫بار‬‫نرفته‬‫و‬‫کامل‬‫مقدار‬‫افزایش‬‫دمای‬T‫را‬
‫تجربه‬‫نمیکند‬.
•‫پارامترهای‬‫زیر‬‫را‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 65

66. •‫اگر‬‫حوضچه‬‫را‬‫بصورت‬‫حجم‬‫کنترل‬‫در‬‫نظر‬،‫بگیریم‬‫توازن‬‫انتالپی‬‫ب‬‫صورت‬
‫زیر‬‫خواهد‬‫بود‬.
•‫دمای‬‫مرجع‬T1‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫شده‬‫است‬.
•‫این‬‫توان‬‫یا‬‫انرژی‬‫توسط‬‫کار‬‫انجام‬‫شده‬‫روی‬‫الیه‬‫روغن‬‫توسط‬‫اصطکاک‬
‫داخلی‬‫ایجاد‬‫میشود‬.
•‫البته‬‫صورت‬‫و‬‫مخرج‬‫ضربدر‬c‫شده‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 66

67. •‫با‬‫تساوی‬‫دو‬‫معادله‬‫داریم‬:
•‫در‬‫روغنهای‬‫حاصل‬‫از‬‫نفت‬‫خام‬‫مقادیر‬‫زیر‬‫برقرار‬‫است‬:
•‫از‬‫طرفی‬‫ثابت‬J‫نیز‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
•‫لذا‬‫سمت‬‫چپ‬‫معادله‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫که‬‫واحد‬،‫دما‬‫فارنهایت‬‫و‬‫فشار‬‫یاتاقان‬P‫برابر‬psi‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 67

68. •‫مالحظه‬‫میشود‬‫که‬‫متغیرهای‬‫موجود‬‫در‬‫سمت‬‫راست‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫عدد‬‫سامرفی‬‫لد‬S
‫و‬‫نسبت‬l/d‫از‬‫نمودارهای‬‫مربوط‬‫به‬‫اصطکاک‬‫و‬‫حجم‬‫روغن‬(12-18,12-
19,12-20)‫قابل‬‫دستیابی‬‫است‬.
•‫لذا‬‫سمت‬‫راست‬‫معادله‬‫قبلی‬‫محاسبه‬‫شده‬‫و‬‫در‬‫نمودار‬12-24‫بر‬‫حسب‬‫عدد‬
‫سامرفیلد‬S‫و‬l/d‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫مقدار‬‫افزایش‬‫دما‬‫را‬‫میتوان‬‫بر‬‫حسب‬‫درجه‬‫سانتیگراد‬‫و‬‫فشار‬‫یاتاقان‬‫ر‬‫ا‬‫بر‬
Mpa‫بیان‬‫کرد‬.‫و‬‫چون‬‫سمت‬‫راست‬‫معادله‬‫بی‬‫بعد‬،‫است‬‫تاثیری‬‫در‬‫نتای‬‫ج‬
‫حاصله‬‫نخواهد‬‫داشت‬:
•‫لذا‬‫با‬‫داشتن‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬S‫و‬l/d‫مقدار‬‫افزایش‬‫دما‬‫محاسبه‬‫میشود‬.‫البته‬
‫افزایش‬‫دما‬‫باعث‬‫کاهش‬‫ویسکوزیته‬‫و‬‫تغییر‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫میشود‬.‫لذ‬‫ا‬‫تعیین‬
‫مقدار‬‫دما‬‫یک‬‫پروسه‬‫سعی‬‫و‬‫خطا‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 68

69. ‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 69

70. ‫یابی‬‫ن‬‫و‬‫در‬-Interpolation
•‫مشاهده‬‫شد‬‫که‬‫نتایج‬‫ریموندی‬-‫بوید‬‫تنها‬‫برای‬l/d=1/4,1/2,1,‫ارائه‬‫گردید‬.
•‫حال‬‫اگر‬l/d‫یاتاقان‬‫مورد‬‫بررسی‬‫هیچ‬‫یک‬‫از‬‫این‬‫اعداد‬،‫نبود‬‫چه‬‫باید‬‫کر‬‫د؟‬
•‫آقایان‬‫ریموندی‬-‫بوید‬‫روابط‬‫درون‬‫یابی‬‫زیر‬‫را‬‫ارائه‬‫کرده‬‫اند‬.
•y‫متغیر‬‫مد‬‫نظر‬‫در‬‫نمودارها‬‫در‬‫بازه‬¼<l/d<‫بوده‬‫و‬‫مقادیر‬
y1/4,y1/2,y1,y‫مقادیر‬‫متغیر‬‫برای‬l/d=1/4,1/2,1,‫میباشد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 70

71. ‫سرخود‬‫ن‬‫مخز‬‫یاتاقانهای‬‫در‬‫پایا‬‫ایط‬‫ر‬‫ش‬
•‫در‬‫حالتیکه‬‫روانساز‬‫تمامی‬‫افزایش‬‫انتالپی‬(‫افزایش‬‫دما‬)‫را‬‫از‬‫محیط‬‫ب‬‫ین‬
‫ژورنال‬‫و‬‫بوش‬‫بیرون‬،‫میبرد‬‫بحث‬‫شد‬.
•‫مقدار‬‫توان‬‫تولیدی‬‫در‬‫منطقه‬‫پرفشار‬‫روغن‬‫محاسبه‬‫شد‬‫و‬‫فرض‬‫شد‬‫که‬‫ک‬‫ل‬‫این‬
‫حرارت‬‫با‬‫محیط‬‫تبادل‬‫میشود‬.
•‫حال‬‫اگر‬‫مخزن‬‫روغن‬‫داخل‬‫یاتاقان‬،‫باشد‬‫این‬‫گرما‬‫داخل‬‫یاتاقان‬‫باقیمانده‬،‫فلذا‬
‫از‬‫طریق‬‫تبادل‬‫حرارت‬‫از‬‫سطوح‬‫یاتاقان‬‫خنک‬‫سازی‬‫باید‬‫صورت‬‫پذیرد‬.
•‫به‬‫این‬‫نوع‬‫یاتاقانها‬‫مخزن‬‫سرخود‬(self contained)‫گویند‬.‫همچنین‬‫به‬‫آنها‬
‫یاتاقان‬‫بالشتکی‬(pillow-block)‫یا‬‫پایه‬‫ای‬(pedestal)‫نیز‬‫گویند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 71

72. •‫نکته‬‫مهم‬‫در‬‫این‬‫نوع‬،‫یاتاقانها‬‫خنک‬‫سازی‬‫محفظه‬‫یاتاقان‬‫با‬‫همان‬‫نرخی‬‫ا‬‫ست‬
‫که‬‫انتالپی‬‫افزایش‬‫می‬‫یابد‬.
•‫در‬‫یاتاقانهای‬،‫بالشتکی‬‫حوضچه‬‫روغن‬‫مانند‬‫یک‬‫جای‬‫خار‬‫درون‬‫بوش‬
(‫درپوش‬‫باالیی‬‫یاتاقان‬)‫قرار‬‫دارد‬.‫مقدار‬‫تا‬180‫می‬‫تواند‬‫باشد‬.
•‫روغنی‬‫که‬‫از‬‫منطقه‬‫ر‬ُ‫پ‬‫فشار‬‫خارج‬،‫شده‬‫سرعتی‬‫تقریبا‬‫برابر‬‫نصف‬‫سرعت‬
‫محیطی‬‫ژورنال‬،‫دارند‬‫و‬‫باعث‬‫تالطم‬‫روغن‬‫موجود‬‫در‬‫مخزن‬‫و‬‫اختالط‬‫با‬‫آن‬
‫می‬‫شوند‬.
•‫روغن‬‫در‬‫نیمه‬‫باالیی‬‫تقریبا‬‫بی‬‫فشار‬‫است‬‫و‬‫لذا‬‫به‬‫تحمل‬‫بار‬‫کمک‬‫ن‬‫می‬‫کند‬.
‫ولی‬‫در‬‫افزایش‬‫اصطکاک‬‫تاثیر‬‫دارد‬.
•‫گرمای‬‫تبادلی‬‫از‬‫محفظه‬‫یاتاقان‬‫را‬‫میتوان‬‫توسط‬‫فرمول‬‫زیر‬‫تقریب‬‫ز‬‫د‬:
•H‫توان‬‫تلفاتی‬(Btu/h)،A‫سطح‬‫مقطع‬‫جانبی‬‫محفظه‬،‫یاتاقان‬Tb‫دمای‬‫سطح‬
‫یاتاقان‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 72

73. •T‫دمای‬‫محیط‬‫و‬hCR‫ضریب‬‫کلی‬‫انتقال‬‫حرارت‬‫شامل‬‫ترکیب‬‫انتقال‬‫گر‬‫ما‬‫از‬
‫طریق‬‫تابش‬(radiation)‫و‬‫جابجایی‬(convection)‫میباشد‬.
•‫ضریب‬‫کلی‬hCR‫بستگی‬‫به‬،‫ماده‬‫پوشش‬،‫سطح‬،‫هندسه‬‫زبری‬،‫سطح‬‫اختال‬‫ف‬
‫دمای‬‫سطح‬‫با‬‫محیط‬‫و‬‫سرعت‬‫هوا‬‫دارد‬.
•‫آقای‬Karelitz‫نشان‬‫داد‬‫که‬‫در‬‫محیطهای‬‫صنعتی‬،‫معمولی‬‫ضریب‬‫کلی‬hCR
‫را‬‫میتوان‬‫ثابت‬‫در‬‫نظر‬‫گرفت‬‫و‬‫از‬‫مقادیر‬‫زیر‬‫بهره‬‫برد‬:
•‫رابطه‬‫مشابهی‬‫برای‬‫اختالف‬‫دما‬‫بین‬‫سطح‬‫یاتاقان‬‫و‬‫دمای‬‫الیه‬‫روغن‬(Tf-Tb)
‫میتوان‬‫نوشت‬.
•‫محفظه‬‫و‬‫بوش‬‫فلزی‬‫بوده‬‫و‬‫تقریبا‬‫همدما‬‫هستند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 73

74. •Tf‫دمای‬‫متوسط‬‫الیه‬‫روغن‬‫و‬‫برابر‬‫میانگین‬‫دمای‬‫ورودی‬‫روغن‬(Ts)‫و‬
‫خروجی‬‫روغن‬‫به‬‫منطقه‬‫پرفشار‬(Ts+T)‫است‬.
•‫تناسب‬‫زیر‬‫بین‬‫اختالف‬‫دمای‬‫محیط‬‫با‬‫سطح‬‫یاتاقان‬‫و‬‫اختالف‬‫دمای‬‫سط‬‫ح‬
‫یاتاقان‬‫با‬‫دمای‬‫روغن‬‫برقرار‬‫خواهد‬‫بود‬(‫انتقال‬‫حرارت‬‫محفظه‬‫روغن‬‫تا‬
‫سطح‬‫یاتاقان‬‫در‬‫رابطه‬‫زیر‬):
•‫ثابتی‬‫است‬‫که‬‫به‬‫روش‬‫روانسازی‬‫و‬‫هندسه‬‫محفظه‬‫یاتاقان‬‫بستگی‬‫د‬‫ارد‬.
‫مقادیر‬‫باال‬‫در‬‫جدول‬‫زیر‬‫موجود‬‫است‬.
•‫از‬‫رابطه‬،‫باال‬‫میتوان‬‫دمای‬‫سطح‬‫یاتاقان‬‫را‬‫بر‬‫حسب‬‫دمای‬‫روغن‬‫بدست‬
‫آورد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 74

75. •‫با‬‫جایگذاری‬Tb‫در‬‫رابطه‬‫توان‬‫تبادلی‬‫با‬‫محیط‬‫داریم‬:
•‫در‬‫شروع‬‫تحلیل‬‫پایای‬،‫یاتاقان‬‫دمای‬‫متوسط‬‫روغن‬Tf‫مشخص‬‫نیست‬.‫لذا‬
‫ویسکوزیته‬‫روغن‬‫مشخص‬‫نیست‬.
•‫لذا‬‫یافتن‬‫دمای‬‫تعادل‬‫در‬‫روغنکاری‬،‫پایا‬‫یک‬‫پروسه‬‫سعی‬‫و‬‫خطاست‬.
•‫معموال‬‫برای‬‫یافتن‬‫دمای‬،‫متوسط‬‫نرخ‬‫حرارت‬‫تولیدی‬‫و‬‫حرارت‬‫اتالفی‬
‫محاسبه‬‫شده‬‫و‬‫با‬‫هم‬‫مقایسه‬‫میشوند‬‫تا‬‫به‬‫تعادل‬‫برسند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 75

76. •‫لذا‬‫پروسه‬‫تولید‬‫و‬‫خروج‬‫حرارت‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
.1‫بر‬‫اثر‬‫عملکرد‬‫تنش‬‫برشی‬‫روی‬‫الیه‬،‫روغن‬‫انرژی‬‫تولید‬‫شده‬‫و‬‫موج‬‫ب‬
‫افزایش‬‫دمای‬‫روغن‬‫میشود‬.‫دما‬‫در‬‫جهت‬‫شعاعی‬‫یکنواخت‬‫است‬‫و‬‫با‬‫عبو‬‫ر‬
‫از‬‫منطقه‬،‫پرفشار‬‫افزایش‬‫می‬‫یابد‬.
.2‫دمای‬‫ورودی‬‫روغن‬Ts‫و‬‫دمای‬‫خروجی‬‫آن‬‫از‬‫منطقه‬‫پرفشار‬Ts+T
‫است‬.‫لذا‬‫دمای‬‫متوسط‬‫روغن‬Tf=Ts+T/2‫است‬.
.3‫روغن‬‫خروجی‬‫با‬‫تلفیق‬‫با‬‫روغن‬‫مخزن‬‫مجددا‬‫به‬‫دمای‬Ts‫برمیگردد‬.
.4‫روغن‬‫مخزن‬‫توسط‬‫تبادل‬‫حرارت‬‫با‬‫سطح‬‫یاتاقان‬(Tb)‫و‬‫سپس‬‫با‬‫محیط‬
(T)‫خنک‬‫میشود‬.
•‫دمای‬‫سطح‬‫یاتاقان‬‫را‬‫میتوان‬‫تقریبا‬‫نصف‬‫دمای‬‫محیط‬(T)‫و‬‫دمای‬‫الیه‬
‫روغن‬(Tf)‫در‬‫نظر‬‫گرفت‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 76

77. •‫نرخ‬‫حرارت‬‫تولید‬‫شده‬Hgen‫در‬‫حالت‬‫پایا‬‫برابر‬‫نرخ‬‫کار‬‫انجام‬‫شده‬‫توسط‬
‫گشتاور‬‫اصطکاکی‬‫است‬.
•‫این‬‫توان‬‫تولیدی‬‫در‬‫حالت‬‫پایا‬‫برابر‬‫نرخ‬‫حرارت‬‫تبادلی‬‫با‬‫محیط‬‫اس‬‫ت‬:
•‫لذا‬‫دمای‬‫متوسط‬‫الیه‬‫روغن‬‫بدست‬‫می‬‫آید‬:
•‫مشکل‬‫استفاده‬‫از‬‫این‬‫رابطه‬:‫ویسکوزیته‬‫معلوم‬‫نیست‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 77

78. ‫مثال‬
•‫یک‬‫یاتاقان‬‫بالشتکی‬‫با‬‫مخزن‬‫شیاری‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬‫که‬‫ژورنال‬‫با‬‫س‬‫رعت‬
900 rev/min‫دوران‬‫و‬‫توسط‬‫هوای‬‫مالیم‬‫در‬‫گردش‬‫توسط‬‫شفت‬‫در‬‫دمای‬
70F‫خنک‬‫میشود‬(=1).‫سطح‬‫جانبی‬‫یاتاقان‬40 in2‫است‬.‫روغن‬‫مورد‬
‫استفاده‬SAE20،‫بار‬‫شعاعی‬W=100 lbf‫و‬l/d=1‫است‬.‫قطر‬‫ژورنال‬‫و‬
‫بوش‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
•‫برای‬‫حداقل‬‫لقی‬‫شعاعی‬،‫مجموعه‬‫دمای‬‫حالت‬‫پایا‬‫را‬‫تخمین‬‫زده‬‫و‬‫حداقل‬
‫ضخامت‬‫روغن‬‫و‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬‫را‬‫بدست‬‫آورید‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 78

79. •‫حل‬:‫حداقل‬‫لقی‬‫شعاعی‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫برای‬‫محاسبه‬‫مقدار‬‫افزایش‬‫دما‬‫نیاز‬‫به‬‫عدد‬‫سامرفیلد‬‫است‬.‫لذا‬:
•‫در‬‫رابطه‬‫باال‬’‫میکرو‬‫رین‬‫و‬‫واحد‬‫سرعت‬‫دورانی‬‫ژورنال‬
(900/60=15 rev/s)‫است‬.
•‫نرخ‬‫اتالف‬‫حرارت‬‫اصطکاکی‬‫به‬‫اسب‬‫بخار‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 79
 
1050f
TN
hp 

80. •‫لذا‬‫نرخ‬‫تولید‬‫حرارت‬‫به‬‫واحد‬Btu/h‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫با‬‫توجه‬‫به‬‫انکه‬‫شفت‬‫با‬‫هوای‬‫مالیم‬‫در‬‫حال‬‫گردش‬‫خنک‬،‫میشود‬hCR=2.7
•‫لذا‬‫نرخ‬‫تبادل‬‫حرارت‬‫با‬‫پیرامون‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫حال‬‫جدولی‬‫درست‬‫کرده‬‫و‬‫نرخ‬‫تولید‬‫و‬‫تبادل‬‫حرارت‬‫را‬‫بر‬‫حسب‬Tf‫بررسی‬
‫میکنیم‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 80

81. •‫بنابراین‬‫دمای‬‫تعادل‬‫بین‬190, 195‫است‬.‫با‬‫درون‬‫یابی‬‫داریم‬Tf=193
•‫حال‬‫با‬‫داشتن‬‫دمای‬Tf‫مقدار‬،‫ویسکوزیته‬‫عدد‬،‫سامرفیلد‬‫مقدار‬‫افزایش‬‫دم‬‫ا‬‫و‬
‫ضریب‬‫اصطکاک‬‫بدست‬‫میآید‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 81

82. •‫برای‬‫ضریب‬‫اصطکاک‬‫و‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫نیز‬‫داریم‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 82

83. ‫لقی‬(clearance)
•‫در‬‫طراحی‬‫یاتاقانهای‬،‫ژورنالی‬‫برای‬‫کارکرد‬‫در‬‫رژیم‬‫هیدرودینامیکی‬(‫الیه‬
‫ضخیم‬)،‫مهندس‬‫باید‬‫روغن‬‫مورد‬‫استفاده‬‫و‬‫مقادیر‬‫مناسب‬‫برای‬P,N,r,c,l‫را‬
‫در‬‫نظر‬‫بگیرد‬.
•‫انتخاب‬‫نامناسب‬‫و‬‫یا‬‫تغییر‬‫این‬‫پارامترها‬‫در‬‫حین‬‫کارکرد‬‫میتواند‬‫من‬‫جر‬‫به‬
‫نازک‬‫شدن‬‫بیش‬‫از‬‫حد‬‫الیه‬،‫روغن‬‫کم‬‫شدن‬‫جریان‬‫روغن‬‫و‬‫گرم‬‫شدن‬‫یاتاق‬‫ان‬
‫بینجامد‬.
•‫گرم‬‫شدن‬‫بیش‬‫از‬‫حد‬‫یاتاقان‬‫منجر‬‫به‬‫کاهش‬‫عمر‬‫خستگی‬‫یاتاقان‬‫میش‬‫ود‬.
•‫نمودار‬‫روغنهای‬‫معدنی‬:‫حد‬‫باال‬‫و‬‫پایین‬
‫بستگی‬‫به‬‫میزان‬‫اکسیژن‬‫داخل‬‫روغن‬‫دارد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 83

84. •‫یکی‬‫از‬‫این‬‫پارامترهای‬‫مهم‬‫لقی‬‫است‬.
•‫رسیدن‬‫به‬‫مقدار‬‫دقیق‬‫لقی‬‫شعاعی‬(c)‫مورد‬‫انتظار‬‫طراح‬‫در‬‫هنگام‬‫ساخت‬
‫مشکل‬‫است‬.‫در‬‫ضمن‬‫لقی‬‫یاتاقان‬‫در‬‫حین‬،‫کارکرد‬‫بر‬‫اثر‬‫خوردگی‬‫ممک‬‫ن‬‫است‬
‫افزایش‬‫یابد‬.
•‫در‬‫اینصورت‬‫کاهش‬‫و‬‫یا‬‫افزایش‬‫لقی‬‫شعاعی‬‫چه‬‫تاثیری‬‫بر‬‫عملکرد‬‫یا‬‫تاقان‬
‫خواهد‬‫داشت؟‬
•‫برای‬‫پاسخ‬‫به‬‫این‬،‫سوال‬‫پارامترهای‬‫عملکردی‬‫یاتاقان‬‫بر‬‫حسب‬‫لقی‬‫ش‬‫عاعی‬
‫ترسیم‬‫شده‬‫است‬.
•‫مطابق‬،‫شکل‬‫اگر‬‫لقی‬‫خیلی‬‫کم‬،‫باشد‬‫دما‬‫خیلی‬‫افزایش‬‫یافته‬‫و‬‫حداقل‬‫ضخامت‬
‫الیه‬‫روغن‬‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.
•‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬(h0)‫اگر‬‫خیلی‬‫کم‬،‫باشد‬‫آنگاه‬‫ذرات‬‫معلق‬‫داخل‬
‫روغن‬‫باعث‬‫خراشیدگی‬‫و‬‫گرفتگی‬‫یاتاقان‬‫میشود‬.‫لذا‬‫در‬‫کل‬‫باعث‬‫اف‬‫زایش‬
‫خوردگی‬‫و‬‫اصطکاک‬‫داخل‬‫یاتاقان‬‫میشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 84

85. •‫اگر‬‫لقی‬‫شعاعی‬‫خیلی‬‫افزایش‬،‫یابد‬‫یاتاقان‬‫دچار‬‫سر‬‫و‬‫صدا‬‫خواهد‬‫شد‬.‫همچنین‬
‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫مجددا‬‫شروع‬‫به‬‫کاهش‬‫خواهد‬‫کرد‬.
•‫لذا‬‫پیدا‬‫کردن‬‫لقی‬‫شعاعی‬‫مناسب‬‫بسیار‬‫حائز‬‫اهمیت‬‫است‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 85

86. •‫در‬‫جدول‬،‫زیر‬‫شش‬‫لقی‬‫شعاعی‬‫مرسوم‬‫برای‬‫دو‬‫نوع‬‫انطباق‬‫گردشی‬‫که‬
‫بیشترین‬‫کاربرد‬‫در‬‫یاتاقانهای‬‫لغزشی‬‫را‬،‫دارند‬‫نمایش‬‫داده‬‫شده‬‫است‬:
‫آزاد‬ ‫انطباق‬-‫دقیق‬ ‫انطباق‬
•‫مطابق‬،‫جدول‬‫محدوده‬‫لقی‬‫در‬‫انطباق‬‫آزاد‬‫تقریبا‬‫دو‬‫برابر‬‫انطباق‬‫دقیق‬‫ا‬‫ست‬.
•‫شش‬‫عدد‬‫لقی‬‫داده‬‫شده‬‫در‬‫جدول‬،‫باال‬‫در‬‫یک‬‫برنامه‬‫کامپیوتری‬‫بکار‬‫گ‬‫رفته‬
‫شده‬‫و‬‫نتایج‬‫عددی‬‫عملکردی‬‫در‬‫جدول‬‫بعد‬‫ارائه‬‫شده‬‫است‬.
•‫نتایج‬‫حاصله‬‫با‬‫نتایج‬‫شکل‬‫باال‬‫میخواند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 86

87. •‫مشاهده‬،‫میشود‬‫لقی‬‫خیلی‬‫کیپ‬‫منجر‬‫به‬‫افزایش‬‫دما‬‫میشود‬.
•‫لقی‬‫شعاعی‬‫زیاد‬‫اجازه‬‫میدهد‬‫تا‬‫ذرات‬‫معلق‬‫براحتی‬‫در‬‫یاتاقان‬‫عبور‬‫ک‬‫رده‬‫و‬
‫نرخ‬‫حجمی‬‫روغن‬(Q)‫افزایش‬‫یابد‬.
•‫حالت‬‫مناسب‬‫برای‬‫لقی‬‫شعاعی‬(‫مطابق‬‫شکل‬)،‫در‬‫سمت‬‫چپ‬‫حداکثر‬
‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬(h0)‫میباشد‬‫تا‬‫در‬‫صورت‬‫خوردگی‬‫و‬‫افزایش‬،‫لقی‬
‫منجر‬‫به‬‫افزایش‬‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬‫و‬‫کاهش‬‫دما‬‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 87

88. ‫ی‬‫فشار‬‫تغذیه‬‫با‬‫یاتاقان‬
•‫ظرفیت‬‫تحمل‬‫بار‬‫یاتاقانهای‬‫ژورنال‬‫مخزن‬‫سرخود‬‫با‬‫جریان‬‫روغن‬‫طبی‬،‫عی‬
‫محدود‬‫است‬.‫عامل‬‫محدود‬،‫کننده‬‫توانایی‬‫پراکندگی‬‫گرما‬‫میباشد‬.
•‫نخستین‬‫راه‬‫برای‬‫افزایش‬‫ظرفیت‬‫خروج‬،‫گرما‬‫سرد‬‫کردن‬‫حوضچه‬‫روغ‬‫ن‬
‫توسط‬‫سیال‬‫خارجی‬‫مثل‬‫آب‬‫است‬.
•‫اما‬،‫مشکل‬‫دمای‬‫باالی‬‫الیه‬‫روغن‬‫در‬‫منطقه‬‫تحت‬‫بار‬‫است‬‫که‬‫امکان‬‫خنک‬
‫سازی‬‫مستقیم‬‫آن‬‫وجود‬‫ندارد‬.
•‫راه‬‫حل‬‫دیگر‬‫برای‬‫کاهش‬‫دمای‬‫الیه‬،‫روغن‬‫افزایش‬‫جریان‬‫روغن‬‫است‬.
•‫برای‬‫افزایش‬‫جریان‬‫روغن‬‫باید‬‫از‬‫پمپ‬‫خارجی‬‫استفاده‬‫شود‬‫که‬‫قابلیت‬‫ارائه‬
‫روغن‬‫با‬‫فشار‬‫ده‬‫ها‬‫پوند‬‫بر‬‫اینچ‬‫مربع‬(psi)‫را‬‫داشته‬‫باشند‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 88

89. •‫چون‬‫روغن‬‫با‬‫فشار‬‫باال‬‫به‬‫یاتاقان‬‫تزریق‬،‫میشود‬‫به‬‫این‬‫نوع‬‫یاتاقان‬،‫ها‬‫یاتاقان‬
‫با‬‫تغذیه‬‫فشاری‬(pressure-fed bearing)‫گویند‬.
•‫برای‬‫تزریق‬‫جریان‬‫حجمی‬‫بیشتر‬‫به‬‫یاتاقان‬‫و‬‫در‬‫نتیجه‬‫خنک‬‫سازی‬‫ب‬،‫هتر‬
‫یکی‬‫از‬‫راههای‬‫عملی‬،‫مرسوم‬‫استفاده‬‫از‬‫یک‬‫شیار‬‫محیطی‬(‫سراسری‬)‫در‬
‫وسط‬‫پهنای‬‫یاتاقان‬‫و‬‫تزریق‬‫روغن‬‫از‬‫طریق‬‫سوراخی‬‫در‬‫این‬‫شیار‬‫و‬‫در‬‫ن‬‫قطه‬
‫مقابل‬‫منطقه‬‫تحت‬‫بار‬‫می‬‫باشد‬.
•‫شیار‬‫باعث‬‫تقسیم‬‫یاتاقان‬‫به‬‫دو‬‫نیم‬‫یاتاقان‬‫جدید‬‫با‬‫نسبت‬l/d‫کوچکتر‬‫میشود‬
(‫در‬‫واقع‬‫نشتی‬‫روغن‬‫بیشتر‬‫می‬‫شود‬).
•‫شیار‬‫منطقه‬‫توزیع‬‫فشار‬‫را‬‫نصف‬‫کرده‬‫و‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫کاهش‬l/d‫باعث‬‫کاهش‬
‫حداقل‬‫ضخامت‬‫الیه‬‫روغن‬(h0)‫میشود‬(‫نمودار‬12-16).
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 89

90. •‫اما‬‫تزریق‬‫روغن‬‫در‬،‫کل‬‫باعث‬‫افزایش‬‫ظرفیت‬‫بار‬‫یاتاقان‬‫بدون‬‫گرم‬‫ش‬‫دن‬
‫بیش‬‫از‬‫حد‬‫آن‬‫میشود‬.‫و‬‫لذا‬‫مقبولیت‬‫باالیی‬‫بین‬‫طراحان‬‫یاتاقان‬‫دارد‬.
•‫برای‬‫بررسی‬‫جریان‬‫روغن‬‫در‬‫این‬،‫حالت‬‫فرض‬‫میکنیم‬‫پهنای‬‫شیار‬‫رو‬‫غن‬
‫بقدری‬‫باشد‬‫که‬‫افت‬‫فشار‬‫در‬‫شیار‬‫روغن‬‫روی‬‫ندهد‬.
•‫ابتدا‬‫فرض‬‫میکنیم‬‫یاتاقان‬‫هم‬‫مرکز‬‫است‬‫و‬‫سپس‬‫نتایج‬‫حاصله‬‫برا‬‫ی‬‫حالت‬
‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬‫تصحیح‬‫میکنیم‬.
•‫مطابق‬‫شکل‬،‫زیر‬‫نیمی‬‫از‬‫جریان‬‫روغن‬‫تزریقی‬‫بصورت‬‫نشت‬‫جانبی‬‫از‬
‫طرفین‬‫هر‬‫نیمه‬‫یاتاقان‬(Qs/2)‫در‬‫جهت‬‫محوری‬‫بیرون‬‫میزند‬.
•‫توجه‬‫شود‬‫که‬‫حجم‬‫روغن‬‫تزریقی‬‫فقط‬‫بصورت‬‫نشت‬
‫جانبی‬‫میتواند‬‫از‬‫یاتاقان‬‫خارج‬‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 90

91. •‫در‬‫محاسبات‬‫از‬‫دوران‬‫شفت‬‫صرف‬‫نظر‬‫میکنیم‬.‫لذا‬‫تمامی‬‫جریان‬‫روغن‬
‫موجود‬‫تنها‬‫بر‬‫اثر‬‫فشار‬‫تزریقی‬ps‫تامین‬‫میشود‬(‫فشار‬‫دینامیکی‬‫ناچیز‬‫نس‬‫بت‬
‫به‬‫فشار‬‫تزریقی‬).
•‫مساله‬‫تبدیل‬‫میشود‬‫به‬‫بررسی‬‫عبور‬‫سیال‬‫از‬‫داخل‬‫یک‬‫کانال‬.
•‫جریان‬‫بصورت‬‫آرام‬(laminar)‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫شده‬‫و‬‫فشار‬‫بصورت‬‫تابع‬
‫خطی‬‫از‬‫مرکز‬‫یاتاقان‬x=0(p=ps)‫تا‬‫لبه‬‫یاتاقان‬x=l’ (p=0)‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 91

92. •‫محور‬‫مختصات‬x‫را‬‫در‬‫وسط‬‫ضخامت‬‫در‬‫نظر‬،‫گرفته‬‫مساله‬‫نسبت‬‫به‬x
‫متقارن‬‫است‬.
•‫تعادل‬‫استاتیکی‬‫المان‬‫نشان‬‫داده‬‫در‬‫شکل‬‫با‬‫ابعاد‬dx(2y)‫و‬‫عمق‬‫واحد‬‫را‬‫در‬
‫نظر‬‫بگیرید‬.‫با‬‫توجه‬‫به‬‫تقارن‬‫مساله‬‫نسبت‬‫به‬x،‫تنش‬‫برشی‬‫روی‬‫پایین‬‫و‬
‫باالی‬‫المان‬‫یکسان‬‫است‬.
•‫تعادل‬‫در‬‫جهت‬x‫منجر‬‫میشود‬‫به‬:
•‫از‬‫طرفی‬‫سیال‬‫نیوتنی‬‫است‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 92

93. •‫با‬‫فرض‬‫توزیع‬‫خطی‬‫فشار‬‫در‬‫جهت‬x،‫لذا‬dp/dx‫ثابت‬‫بوده‬‫و‬‫توزیع‬‫سرعت‬‫با‬
‫انتگرالگیری‬‫از‬‫رابطه‬‫قبل‬‫بدست‬‫می‬‫آید‬:
•‫مقدار‬‫ثابت‬C1‫با‬‫توجه‬‫به‬‫شرایط‬‫مرزی‬‫مشخص‬‫میشود‬.‫میدانیم‬‫سرعت‬‫در‬
y=c/2‫صفر‬‫است‬.‫لذا‬:
•‫بنابراین‬‫توزیع‬‫سرعت‬‫در‬‫جهت‬‫پهنای‬‫یاتاقان‬‫بر‬‫اثر‬‫تزریق‬‫با‬‫فشار‬‫روغن‬
‫بدست‬‫می‬‫آید‬:
•‫با‬‫توجه‬‫به‬‫آنکه‬‫توزیع‬‫فشار‬‫خطی‬‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫شده‬،‫است‬‫مقدار‬dp/dx‫را‬
‫میتوان‬‫محاسبه‬‫کرد‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 93

94. •‫بنابراین‬‫توزیع‬‫سرعت‬‫بصورت‬‫زیر‬‫میشود‬:
•‫لذا‬‫مطابق‬،‫شکل‬‫توزیع‬‫سرعت‬‫در‬‫جهت‬‫لقی‬‫شعاعی‬(y)‫بصورت‬‫سهموی‬
‫می‬‫باشد‬.
•‫حداکثر‬‫سرعت‬‫در‬y=0‫روی‬‫داده‬‫و‬‫بصورت‬‫زیر‬‫است‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 94

95. •‫حال‬‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬‫را‬‫در‬‫نظر‬‫میگیریم‬.‫مطابق‬،‫شکل‬‫ضخامت‬‫در‬‫زاوی‬‫ه‬
‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫حال‬‫در‬‫رابطه‬،‫باال‬‫بجای‬c‫مقدار‬h‫را‬‫قرار‬‫میدهیم‬.‫لذا‬‫حداکثر‬‫سرعت‬
‫بدست‬‫خواهد‬‫آمد‬.‫از‬‫طرفی‬‫در‬‫توزیع‬،‫سهموی‬‫سرعت‬‫متوسط‬‫برابر‬2/3
‫سرعت‬‫حداکثر‬‫است‬.‫لذا‬:
•‫با‬‫داشتن‬‫پروفیل‬‫سرعت‬،‫سیال‬‫میتوان‬‫نرخ‬‫حجمی‬‫روغن‬
‫را‬‫محاسبه‬‫نمود‬.
•‫توجه‬:‫چون‬‫سیالن‬‫در‬‫جهت‬‫پهنا‬،‫است‬‫نرخ‬‫حجمی‬‫نشتی‬
‫روغن‬(Qs)‫محاسبه‬‫میشود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 95

96. •‫المانی‬‫از‬‫سطح‬‫مقطع‬‫یاتاقان‬‫را‬‫در‬‫نظر‬‫بگیرید‬.‫لذا‬‫دیفرانسیل‬‫حجم‬‫ن‬‫رخ‬
‫حجمی‬‫روغن‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
•‫عدد‬2‫به‬‫این‬‫علت‬‫است‬‫که‬‫دو‬‫نیم‬‫یاتاقان‬‫داریم‬.
•‫با‬‫انتگرال‬‫گیری‬‫از‬‫رابطه‬،‫باال‬‫نرخ‬‫حجمی‬‫روغن‬‫در‬‫کل‬‫سطح‬‫مقطع‬‫ب‬‫دست‬
‫می‬‫آید‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 96

97. •‫میتوان‬‫رابطه‬‫را‬‫برحسب‬‫نسبت‬‫خروج‬‫از‬‫مرکزیت‬(=e/c)‫نوشت‬:
•‫نکته‬:‫در‬‫تحلیل‬‫عملکردی‬‫یاتاقان‬‫با‬‫تغذیه‬،‫فشاری‬‫طول‬‫یاتاقان‬‫با‬‫ید‬l’(‫تقریبا‬
‫نصف‬l)‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫شود‬.‫در‬‫واقع‬‫دو‬‫نیم‬‫یاتاقان‬‫در‬‫کنار‬‫هم‬.
•‫لذا‬‫فشار‬‫مشخصه‬(‫فشار‬‫متوسط‬)‫در‬‫هریک‬‫از‬‫دو‬‫نیم‬‫یاتاقان‬‫برابر‬‫اس‬‫ت‬‫با‬:
•‫لذا‬‫نمودارهای‬(12-19,12-20)‫مربوط‬‫به‬Q, Qs‫در‬‫یاتاقانها‬‫تغذیه‬‫فشاری‬
‫دیگر‬‫کارایی‬‫ندارد‬.
•‫همچنین‬‫مقدار‬‫حداکثر‬‫فشار‬‫موجود‬‫در‬‫الیه‬‫روغن‬‫که‬‫از‬‫نمودار‬(12-21)
‫بدست‬‫می‬‫آید‬(pmax)‫باید‬‫با‬‫تغذیه‬ps‫جمع‬‫شود‬.
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 97

98. •‫از‬‫آنجا‬‫که‬‫نرخ‬‫حجمی‬‫روغن‬‫توسط‬‫تغذیه‬‫فشاری‬‫افزایش‬‫یافته‬،‫است‬‫اس‬‫تفاده‬‫از‬
‫روابط‬‫دمایی‬‫گذشته‬‫برای‬‫این‬‫نوع‬،‫یاتاقان‬‫دما‬‫را‬‫بسیار‬‫زیاد‬‫پیش‬‫بی‬‫نی‬‫میکند‬.
•‫چراکه‬‫نشتی‬‫جانبی‬،‫روغن‬‫قسمت‬‫اعظم‬‫دما‬‫را‬‫با‬‫خود‬‫بیرون‬‫میبرد‬.
•‫لذا‬‫نمودار‬(12-24)‫نیز‬‫برای‬‫آن‬‫قابل‬‫بکارگیری‬‫نیست‬.
•‫سیستم‬‫حجم‬‫کنترل‬‫مورد‬‫بررسی‬‫برای‬‫انتقال‬‫حرارت‬‫باید‬‫تصحیح‬‫و‬‫ب‬‫فرم‬‫زیر‬
‫شود‬:
•‫مطابق‬،‫شکل‬‫روغن‬‫از‬‫مخزن‬‫روغن‬‫با‬‫دمای‬Ts‫و‬
‫جریان‬Qs‫ترک‬‫و‬‫وارد‬‫یاتاقان‬‫میشود‬.
•‫حرارت‬‫جذب‬‫شده‬‫توسط‬‫روغن‬‫در‬‫عبور‬‫از‬‫یاتاقان‬
•‫به‬‫شرح‬‫زیر‬‫است‬:
‫ح‬.‫بیگلری‬-‫مکانیک‬ ‫دانشکده‬-‫تبریز‬ ‫دانشگاه‬ 98