بررسی تنش تماسی چرخ دنده از پمپ دنده‌ای

0 دیدگاه
تنش تماسی چرخ دنده از پمپ دنده‌ای

هدف از بررسی تنش تماسی چرخ دنده از پمپ دنده‌ای مشخص کردن تنش تماسی یک مجموعه دنده از پمپ دنده‌ای هنگامی است که به عنوان بخشی از ماشین هیدرولیک کار می‌کند. دانستن این نکته مهم است که نیروهای تنش تماسی در یک پمپ دنده ای مهم است زیرا پمپ را نمی‌توان برای سایش تنظیم کرد.

مشکل اصلی در محاسبه نیروهای تماس، تعیین نیروهایی است که از طریق هر نقطه تماس منتقل می‌شود. از آنجایی که نقاط تماس زیادی وجود دارد، در هر لحظه، مشکل از نظر ایستا نامشخص است. بخش اول این مقاله یک مدل تحلیلی ساده شده از یک ماشین دنده‌ای را در زمانی که اصطکاک در نقاط تماس نادیده گرفته می‌شود، ارائه می‌کند.

از این مطالعه، عملکرد مجموعه دنده از طریق محاسبه حداکثر تنش تماس طبیعی در دندانه‌های چرخ دنده ارزیابی می‌شود. سپس بخش دوم مقاله یک مدل المان محدود از همان ماشین را ارائه می‌دهد. تجزیه و تحلیل هر دو مدل برای شرایط شبه استاتیک است. یک رویکرد تجربی با استفاده از یک مدل نمونه اولیه از مجموعه دنده، حداکثر تنش تماسی را بر روی یک جفت دندان از طریق تکنیک‌های اندازه‌گیری فوتوالاستیسیته همان پمپ فراهم می‌کند.
نتایج حاصل از دو مدل و کار تجربی مقایسه شده و نتایج مهمی استخراج و مورد بحث قرار گرفته است.

تنش تماسی یک مجموعه چرخ دنده از پمپ دنده ای

پمپ‌های دنده‌ای داخلی به دلیل تعدادی از مزایایی که دارند در طیف وسیعی از کاربردها یافت می‌شوند. صنعت خودرو به ویژه در ماشین‌های دنده‌ای روی آن‌ها تمرکز کرده است.
برخی از مهم‌ترین مزایای پمپ دنده داخلی شامل نویز کمتر، قطعات کم و نداشتن واحد آب‌بندی است. با این وجود، توصیف عملکرد مجموعه دنده ضروری است زیرا چندین مزیت طراحی آن‌ها می‌تواند در عملکرد آن‌ها به معایب تبدیل شود و نیاز به تجزیه و تحلیل دارد. با در نظر گرفتن عملکرد دندانه‌های چرخ دنده، یک نقطه ضعف در طراحی پمپ‌های نوع دنده ای، کمبود قطعات قابل تنظیم برای جبران ساییدگی مجموعه دنده است و در نتیجه باعث کاهش شدید راندمان می‌شود.
بنابراین، هنگامی که چرخ دنده‌ها فرسوده می‌شوند، باید به سادگی تعویض شوند. تنش تماسی بین دندانه‌های چرخ دنده در یک ماشین دنده‌ای که دنده داخلی آن بر اساس پروفیل دنده‌ای است و از این پس به عنوان پمپ جروتور شناخته می‌شود، در این مقاله بررسی می‌شود.
هیچ چرخ دنده هدایت کننده‌ای در پمپ ژروتور وجود ندارد و حرکت هر دو چرخ دنده توسط نیروهای تماس بین آن‌ها در نقاط تماس ایجاد می‌شود. چندین محقق مشکل تماس مستقیم را بررسی کرده‌اند. کولبورن [1] با نادیده گرفتن اصطکاک در نقاط تماس، مسئله را ساده کرد و از این طریق، راه حل‌های تحلیلی به دست آورد که می‌توان از آن برای اصلاح پارامترهای دنده و کاهش تنش تماس استفاده کرد.
با این حال، فقط برای پاکت‌هایی که توسط دندان‌های قوس دایره‌ای تشکیل شده‌اند معتبر است.

تئوری کولبورن

بر اساس تئوری کولبورن، یک مدل تحلیلی ایجاد شده است که یک نوع جدید را برای محاسبه نقاط تماس پیاده‌سازی می‌کند و نتایج حداکثر تنش تماس در دندانه‌های چرخ دنده به دست می‌آید.
مشکل اصلی در محاسبه تنش تماس، تعیین نیرویی است که از هر نقطه تماس منتقل می‌شود. از آنجایی که نقاط تماس زیادی وجود دارد، در هر لحظه، مشکل از نظر استاتیک نامشخص است. علیرغم این واقعیت که انتخاب صحیح پارامترهای طراحی امکان رسیدن به تنش تماسی بهینه را فراهم می‌کند، نمی‌توان فراموش کرد که این پارامترهای هندسی ویژگی‌های حجمی پمپ را نیز انجام می‌دهند.
بنابراین، مشخصه‌های جریان خاص، ظرفیت حجمی، بی‌نظمی تحویل و تنش دندان بر اساس پارامترهای هندسی پایه ارائه می‌شوند، از یک سو، برای دانستن تأثیر پارامترهای طراحی چرخ دنده به منظور کاهش حداکثر تنش تماس و به دست آوردن بهینه. ویژگی‌های حجمی و از سوی دیگر، راهنمایی طراح برای انتخاب بهترین پارامترهای طراحی در یک برنامه خاص.

تنش تماسی یک مجموعه چرخ دنده از پمپ دنده ای

شبیه سازی

مطالعه ارائه شده در این مقاله همچنین یک کار شبیه‌سازی و تجربی را برای یک واحد خاص از پمپ ژروتور برای روغن‌کاری موتورهای IC انجام می‌دهد. شبیه‌سازی به ابزاری ضروری برای دستیابی به رفتار بهینه در آینده در سیستم‌ها و اجزای هیدرولیک، به‌ ویژه زمانی که در حال طراحی هستند، تبدیل شده است.

مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها با استفاده از تکنیک المان محدود برای پیش بینی حداکثر تنش تماس در دندانه‌های چرخ دنده برای یک موقعیت خاص انجام شده است.
کار تجربی تکمیلی واحد خاص پمپ ژروتور را از طریق تکنیک‌های فوتوالاستیسیته آزمایش می‌کند. این تکنیک خیلی دقیق نیست و برای به دست آوردن دامنه بزرگی تنش تماسی کار می‌کند.
با این حال، ضروری است که تا جایی که ممکن است، مقایسه با نتایج تجربی انجام شود. یک مدل اولیه از مجموعه دنده واحد خاص و یک دکل آزمایشی برای اندازه گیری حداکثر تنش تماسی در دندانه‌های چرخ دنده طراحی و ساخته شده است. بقیه مقاله به شرح زیر تقسیم می‌شود: بخش ۱ مقدمه کار انجام شده در این مقاله را ارائه می‌دهد.
بخش ۲ هندسه چرخ دنده و خط تماس را نشان می‌دهد.
از خط تماس، اساس مدل تحلیلی توسعه یافته بر اساس نظریه کولبورن ارائه شده است. نتایج حداکثر تنش تماس و مقایسه ویژگی‌های حجمی و حداکثر تنش تماس نشان داده شده است. بخش ۳ مدل المان محدود پمپ ژروتور را ارائه می‌دهد.
نتایج حداکثر تنش تماسی با نتایج به‌ دست‌ آمده توسط مدل تحلیلی مقایسه می‌شوند.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *