مدل سازی دنده‌های مورب پمپ دنده‌ای

0 دیدگاه
مدل سازی دنده‌های مورب پمپ دنده‌ای

مدل سازی دنده‌های مورب پمپ دنده‌ای دارای شش درجه آزادی است و شامل: اصلی‌ترین پدیده‌های مهم در عملکرد پمپ دنده داخلی مانند: تغییر زمان توزیع فشار روغن بر روی چرخ دنده‌ها، سختی مش‌بندی متغیر در زمان و واکنش‌های بلبرینگ مجله هیدرودینامیکی می‌باشد.

سایش بدنه، عکس العمل بین دندان‌های مش‌بندی و خطاهای پروفایل نیز در نظر گرفته می‌شود و ویژگی‌های مدل را بهبود می‌بخشد. شایان ذکر است که همه این اثرات مهم در یک مدل گنجانده شده‌اند تا تعاملات آن‌ها در نظر گرفته شود.

به این ترتیب مدل حاصله یک ابزار مفید برای مطالعه اثرات پارامترهای طراحی در مورد چرخ دنده‌ها (شکل و خطاهای پروفیل) و هندسه سایر اجزاء (شیارهای برجسته آسیاب شده در بلوک‌های بلبرینگ، فاصله بین اجزای متحرک، شکل پروفیل داخلی بدنه، و غیره) و پارامترهای عملیاتی مانند: ویسکوزیته روغن، فشار عملیاتی و سرعت چرخش.

این اولین گام در جهت توسعه یک مدل ترکیبی برای شبیه سازی ارتعاشات پوشش و همچنین انتشار نویز است، زیرا این مدل می‌تواند ارتعاشات چرخ دنده و همچنین نیروهای متغیر را که پوشش بیرونی را بر می‌انگیزد برآورد کند.

در حقیقت، ترکیب این نیروهای تحریک با توابع پاسخ فرکانسی ساختاری محفظه پمپ، شتاب‌های عملیاتی محفظه را تولید می‌کند، که به نوبه خود ورودی‌هایی برای تجزیه و تحلیل صوتی بیشتر هستند. با این حال، کاهش ارتعاشات چرخ دنده و خروجی نیروهای  applied موثر بر روی بدنه، کاهش سر و صدا و ارتعاش پمپ را تعیین می‌کند.
مدل سازی دنده‌های مورب پمپ دنده‌ای باید نمایانگر خوبی از ماشین واقعی باشد و بنابراین باید با اندازه گیری‌های تجربی مطابقت خوبی داشته باشد. از این نظر، مدل پیشنهادی باید با استفاده از آزمایشات تأیید شود تا مفید بودن، محدودیت‌ها و بهبودهای احتمالی آن را تأیید کند.
مدل سازی دنده های مورب پمپ دنده ای

توزیع فشار

این کار برای سیستم‌های پیچیده مانند پمپ‌های دنده خارجی بسیار آسان نیست، زیرا بدست آوردن مستقیم داده‌های ارتعاش در مورد اجزای دوار آسان نیست. در طول مرحله اعتبار سنجی، پارامترهای مدل را می‌توان به منظور نزدیک شدن بهتر به رفتار تجربی واقعی تغییر داد. این نیز می‌تواند یک کار مهم باشد زیرا آزمایش‌های خوب به ندرت مانند: نظریه‌های خوب هستند و سیستم‌های پیچیده گاهی مشکلات بیشتری را در ارتباط با در دسترس بودن مقایسه مستقیم داده‌های اندازه گیری با خروجی‌های مدل ایجاد می‌کنند.

در ادبیات‌، چندین محقق [10،11،16،17] تغییرات زمانی فشار فضای دندان را در یک پمپ دنده خارجی با استفاده از مبدل فشار نصب شده در چرخ دنده‌ها اندازه گیری کرده‌اند. سیگنال فشار از سنسور مینیاتوری که در قسمت پایینی دندان نصب شده است‌، از طریق حلقه‌های لغزشی برای بدست آوردن و تجزیه و تحلیل بیشتر بدست می‌آید و به اصطلاح تکامل فشار در اطراف چرخ دنده‌ها را بدست می‌آورد‌، یعنی مقدار فشار در فضای دندان در طول چرخش کامل چرخ دنده‌ها با این حال‌، ما به اعتبار کل “مدل پویا” علاقه داریم‌، یعنی مدلی که اجازه می‌دهد شتاب دنده‌ها تخمین زده شود و نه تنها مدل فشار‌، مش‌بندی و مدل‌های بلبرینگ مجله.

علاوه بر این‌، اندازه گیری‌های تجربی انجام شده در [16،10،11] بر روی پمپ‌های چرخ دنده خارجی با اندازه متوسط ​​انجام شد که در آن فضای فضای دندان می‌تواند یک مبدل فشار را در خود جای دهد. در مورد ما‌، پمپ مورد مطالعه (GENB نامیده می‌شود) یک پمپ دنده‌ای با اندازه کوچک است و فضای بین دندان‌ها باریک است.

به همین دلایل‌، یک روش اعتبار سنجی اصلی برای پمپ GENB به منظور تأیید مدل پویا “ad hoc” ایجاد شده است.
به طور خلاصه‌، اعتبار مدل بر اساس مقایسه بین شبیه سازی‌ها و نتایج تجربی مربوط به نیروها و گشتاورهای پویا است: با اجزای خارجی و اینرسی که بر روی چرخ دنده‌ها برآورد می‌کنند، برآورد شده توسط مدل، و واکنش‌ها و اجزای اینرسی که بر روی پوشش پمپ و در صفحه آزمایش‌، با آزمایشات تجربی به دست آمده است.
مدل سازی دنده های مورب پمپ دنده ای

نتایج مدل سازی

این‌ها اجزایی هستند که می‌توانند ارتعاشات محفظه را تحریک کرده و سر و صدا ایجاد کنند. در نتیجه، برآورد آن‌ها دارای علاقه عملی برای کاهش سر و صدا است. اعتبارسنجی با مقایسه سطح ریشه میانگین (RMS) میانگین زمان همزمان داده‌های ارتعاش و نقشه‌های آبشار نسبی در حوزه فرکانس‌، با توجه ویژه به شناسایی رزونانس سیستم انجام می‌شود.

قسمت سوم این کار (قسمت سوم) عمدتاً روش اعتبار سنجی و نتایج اصلی را ارائه می‌دهد. به ویژه در بخش 2، سیستم مکانیکی و همچنین مدل اصلی توسعه یافته [1،2] به طور خلاصه توصیف شده است که ویژگی‌های اصلی را برجسته می‌کند.

همانطور که در بالا ذکر شد، مدل بسیار غیر خطی است و فرکانس‌های طبیعی را نمی‌توان تعریف کرد. به منظور اعتبار سنجی‌، ارزیابی فرکانس‌های طبیعی و شکل‌های حالت مدل خطی مطابقت ناپذیر، به منظور مقایسه این فرکانس‌های طبیعی با رزونانس‌های تجربی مفید است. در این زمینه، بخش 3 خطی سازی مدل و نتایج نسبی را از نظر فرکانس‌های طبیعی و اشکال حالت ارائه می‌دهد.

بخش 4 به آزمون آزمایشی با اشاره خاص به ابزار آزمایشی مورد استفاده و روش اعتبار سنجی می‌پردازد. مقایسه 176 E. Mucchi ،G. Dalpiaz / Mechanical Systems and Signal Processing 50-51 (2015) 174-192 بین مقادیر تجربی و شبیه سازی هم در زمان و هم در حوزه فرکانس انجام می‌شود و نتایج در بخش 5 آورده شده است هنگامی که مدل به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت‌، می‌توان از آن برای پیش بینی اثرات تغییرات طراحی استفاده کرد، بنابراین تعداد آزمایش‌های مورد نیاز برای بهبود طراحی را کاهش می‌دهد.

در واقع، در بخش 6 مدل اصلی به منظور ارزیابی شتاب دنده و نیروهای دینامیکی نمونه اولیه پمپ مجازی جدید با چرخ دنده‌های مارپیچ‌، یعنی GENB_P، قبل از در دسترس بودن نمونه اولیه، به درستی اصلاح شد. مقایسه رفتار پویای پمپ جدید و پمپ GENB نیز از نظر نیروهای فشار و شتاب دنده نشان داده شده است. در نهایت، بخش 7 به جمع بندی اظهارات اختصاص دارد.

2. طراحی و فرمول بندی مدل پمپ دنده ای خارجی در این بخش، شرح مختصری از اجزای اصلی و اصطلاحات مربوط به پمپ‌های دنده‌ای خارجی و همچنین مروری بر مدل توسعه یافته الاستودینامیکی ارائه شده است. فرمول بندی و پیاده سازی کامل مدل را می‌توان در آثار قبلی نویسندگان‌، قسمت اول و دوم‌، [1،2] یافت.

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 *