การหล่อลื่นแบบอิลาสโตไฮโดรไดนามิกในโรลเลอร์แบริ่งด้วยสารหล่อลื่นนอนนิวโตเนียน

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอพฤติกรรมการหล่อลื่นแบบอิลาสโตไฮโดรไดนามิกของโรลเลอร์แบริ่งที่สัมผัสเป็น เส้นด้วยสารหล่อลื่นที่มีพฤติกรรมเป็นของไหลนิวโตเนียนและของไหลนอนนิวโตเนียนภายใต้สภาวะชั่วขณะโดย ใช้ระเบียบวิธีนิวตันราฟสันร่วมกับวิธีมัลติกริดเพื่อแก้สมการโมดิฟายด์เรย์โนลด์ในสภาวะชั่วขณะ และสมการ การเปลี่ยนรูปของวัสดุ เพื่อหาพฤติกรรมการกระจายตัวของความดันความหนาฟิล์มของสารหล่อลื่นและ สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน เมื่อทำการเปลี่ยนแปลงภาระที่โรลเลอร์แบริ่งได้รับและความเร็วรอบของเพลา พบว่า ความหนาฟิล์มของสารหล่อลื่นต่ำสุดที่วงแหวนด้านนอก (Outer Ring) มีค่าน้อยกว่าความหนาฟิล์มของ สารหล่อ ลื่นต่ำสุดที่วงแหวนด้านใน (Inner Ring) สารหล่อลื่นที่ของไหลชนิดนิวโตเนียนจะมีค่าความหนาฟิล์ม สารหล่อลื่น มากกว่าสารหล่อลื่นที่มีเป็นของไหลชนิดนอนนิวโตเนียน เมื่อเพิ่มภาระที่โรลเลอร์แบริ่งได้รับให้มีค่าสูงขึ้นส่งผล ให้ความหนาฟิล์มของสารหล่อลื่นลดลง แต่ความดันฟิล์มของสารหล่อลื่นและสัมประสิทธิ์ความเสียดทานมีค่า เพิ่มขึ้น และเมื่อค่าความเร็วรอบของเพลามากขึ้นจะส่งผลให้ตำแหน่งที่เกิดความดันสูงสุดจะเลื่อนเข้าตำแหน่ง กึ่งกลางของการสัมผัส ส่วนความหนาฟิล์มสารหล่อลื่นและสัมประสิทธิ์ความเสียดทานมีค่าเพิ่มขึ้น

คำสำคัญ : การหล่อลื่นแบบอิลาสโตไฮโดรไดนามิกในสภาวะชั่วขณะ, การสัมผัสแบบเส้น, มัลติกริด, สมการโมดิฟายด์เรย์โนลด์, ของไหลนอนนิวโตเนียน

Abstract

This paper presents the performance characteristics of transient isothermal elastohydrodynamic lubrication of roller bearing in line contact with Newtonian and non-Newtonian. The time dependent modified Reynolds equation and elastic equation were formulated for compressible fluid. Newton-Raphson method and multigrid method were implemented to obtain the film pressure profiles, film thickness profiles and traction coefficient in the contact region at various loads and speeds. The simulation results show the minimum film thickness at outer ring of roller bearing is slightly lower than the film thickness of inner ring. The non-Newtonian fluids have thinner film thickness than Newtonian fluids. For an increase in the carrying load on roller bearing, there is a reduction in the film thickness but film pressure and traction coefficient were increased. The increasing shaft speed was increased the film thickness and traction coefficient and the maximum pressure is moved to the center of contact region.

Keywords : Transient Elastohydrodynamic Lubrication, Line Contact, Multigrid, Modified Reynolds Equation, Non-Newtonian fluid.