שיטת תכנון אופטימיזציה פרמטרית ללוחות חיכוך של מצמדים הידרו-צמיגים

Summary

מחקר זה משלב תוכנת ניתוח נומרי עם מתודולוגיית משטח תגובה (RSM) כדי לחקור באופן שיטתי את שיטת תכנון האופטימיזציה עבור לוחות חיכוך של מצמדים הידרו-צמיגים.

Abstract

המצמד ההידרו-צמיג (HVC) פועל על בסיס התיאוריה של העברת צמיגות נוזלית, תוך שימוש בנוזל צמיג כמדיום העבודה להעברת כוח באמצעות כוח הגזירה של סרט השמן בין לוחות החיכוך. מבנה החריץ על לוחות החיכוך משפיע ישירות על יכולת העברת המומנט ועולה בטמפרטורה הנגרמת על ידי גזירה של סרט השמן. לכן, יש חשיבות רבה לתכנון מבני לוחות חיכוך המאזנים העברת מומנט יעילה ועליית טמפרטורה נמוכה. כדי לטפל בבעיה זו, מחקר זה מנתח את ההשפעה של מבנה החריץ על מאפייני סרט השמן ומזהה את הגורמים המשפיעים העיקריים. לאחר מכן, נעשה שימוש בתוכנת סימולציה לחישוב המומנט ועליית הטמפרטורה של סרט השמן תחת מבני חריץ שונים. לאחר מכן עברו אופטימיזציה של הפרמטרים המבניים של לוחות החיכוך באמצעות תכנון Box-Behnken של מתודולוגיית משטח התגובה (RSM). התוצאות מראות כי עיצוב לוחית החיכוך האופטימלי, הכולל עומק חריץ של 0.214 מ"מ, אורך קשת של 5 מ"מ, 16 חריצים בצורת קשת רדיאליים ו-5 חריצים היקפיים, יכול להפחית משמעותית את טמפרטורת סרט השמן תוך הבטחת העברת מומנט גבוהה. גישת תכנון זו מספקת התייחסות לתכנון אופטימלי של זוגות חיכוך במצמדים הידרו-צמיגיים בגדלים שונים.

Introduction

עם ההתפתחות המהירה של הפרודוקטיביות החברתית, מספר הולך וגדל של מכונות עומס כבד גדולות מנוצלות בתהליכי בנייה וייצור. מכונות אלו דורשות ויסות מהירות דינמי בהספק גבוה תוך התחשבות גם בצריכת אנרגיה נמוכה.

בשנים האחרונות הוצע סוג חדש של מכשיר בקרת מהירות ונעשה בו שימוש במכונות כבדות, במיוחד המצמד ההידרו-צמיג. מכשיר זה משלב טכנולוגיות מכניות, אלקטרוניות והידראוליות, המשלב גם העברת גזירה נוזלית וגם העברת חיכוך מכנית. המאפיינים החסכוניים באנרגיה שלו הובילו ליישומים נרחבים יותר ^{ויותר 1,2,3}.

עקרון ....

Protocol

הערה: המסלול הטכני של תוכנית התכנון מוצג באיור 1, הכולל בעיקר הקמת מודל, ניתוח סימולציה ואופטימיזציה של פרמטרים. הקמת המודל כוללת שתי קטגוריות עיקריות: מודלים הנדרשים לניתוח גורם יחיד ומודלים הנגזרים מתכנון הניסוי שניתן על ידי מתודולוגיית משטח התגובה (RSM) לאחר קביעת הגורמים המשפיעים. הקמת המודל הושלמה ב-SolidWorks, ניתוח הסימולציה מתבצע ב-Fluent, ואופטימיזציה של הפרמטרים מתבצעת ב-Design-Expert.

1. הקמת מודל

1. קבע את הממדים הבסיסיים של משטח החיכוך, והגדר את הרדיוס הפנימי של משטח החיכוך ל-110 מ"מ, את הרדיוס החיצוני ל-160 מ"מ ואת עובי סרט השמן ל-0.3 מ"מ....

Results

שלבי ניתוח המידול והסימולציה בתוכנית נועדו לקבוע אילו פרמטרים של חריצי לוח החיכוך משפיעים באופן משמעותי על טמפרטורת סרט השמן והמומנט המועבר. באמצעות אופטימיזציה של פרמטרים של נתונים שנדגמו, מותאמים שילובי הפרמטרים המשפיעים על ביצועי סרט השמן, ואחריהם מודלים וסימולציות חוזרות ונשנות ליצירת נתונים, ובסופו של דבר משיגים את הפרמטרים האופטימליים עבור חריצי לוחית החיכוך באמצעות אופטימיזציה של משטח התגובה.

איור 3, איור 4,

Discussion

מחקר זה מציע שיטת תכנון אופטימיזציה למבנה חריץ השמן של לוחות החיכוך של המצמד ההידרו-צמיג. באופן ספציפי, הוא נועד לשפר את ביצועי סרט השמן על ידי שינוי פרמטרים כגון מספר, סידור וממדים גיאומטריים של החריצים¹⁰. שילוב של סימולציות מספריות באמצעות תוכנת Fluent ומתודולוגיית משטח תגובה (RSM) משמש לניתוח ואופטימיזציה של פרמטרים כגון מספר החריצים הרדיאליים, עומק החריץ ואורך הקשת של החריצים הרדיאליים. המטרה היא ליישם גישה עיצובית החוסכת זמן ועלויות תוך מזעור טמפרטורת סרט השמ.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
אלדרי	לא ישים	לא ישים	חומר סגסוגת
Ansys-Workbench	אנסיס	ANSYS 2023R1	תוכנת תוכנת עיצוב מחשב בשיטת אלמנטים סופיים רב תכליתית.
מומחה עיצוב	סטטיסטיק-איז	מומחה לעיצוב 13	כלי ניסיוני לניתוח נתונים
שמן הידראולי מס '8	לא ישים	לא ישים	נוזל
מחשב	לא ישים	לא ישים	ציוד מחשבים
סולידוורקס	דאסו סיסטמס	סולידוורקס 2023	כלי שרטוט תוכנה הנדסית
פלדה	לא ישים	לא ישים	חומר סגסוגת