دانلود مقاله در مورد ماشينهاي دوار در كارخانجات بزرگ 109 ص

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 109 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏فصل اول‏ ‏:
‏مقدمه
‏ بسياري از تجهيزات‏ ‏حساس وكليدي‏ ‏در كارخانجات‏ ‏و به خصوص صنايع بزرگ‏ ‏را ماشينهاي دوار‏ ‏تشكيل مي‏‌‏ دهند‏ ‏و نابالانسي‏ ‏جرمي قسمتهاي‏ ‏متحرك‏ ‏اين‏ ‏تجهيزات يكي‏ ‏از‏ ‏مشكلات تكراري‏ ‏و‏ ‏مهم آنها است . بسياري‏ ‏از‏ ‏روتورها‏ ‏در‏ ‏معرض تغيير‏ ‏دائمي شرايط‏ ‏بالانس قرار‏ ‏دارند . اين تغييرات‏ ‏معمولاً به دليل‏ ‏سايش در اثر برخورد‏ ‏مواد ساينده‏ ‏،‏ ‏چسبيدن برخي‏ ‏مواد مانند‏ ‏گرد و‏ ‏غبار ، رسوب‏ ‏مواد‏ ‏، تغييرات‏ ‏حرارتي‏ ‏در‏ ‏ماشين ، تغييرات‏ ‏پروسه كاري‏ ‏و‏ ‏غيره رخ مي‏‌‏ دهند .‏ ‏بروز مسايل‏ ‏فوق باعث‏ ‏بالا رفتن ارتعاشات‏ ‏ماشين شده‏ ‏و در نتيجه موجب كاهش‏ ‏عمر قطعات و خرابي‏ ‏المانهاي ماشين مي‏‌‏گردد.
‏ ‏افزايش ارتعاشات‏ ‏مي‏‌‏تواند به حدي برسد‏ ‏كه‏ ‏كاركرد ماشين‏ ‏را‏ ‏غير ممكن‏ ‏نموده و‏ ‏توقف ماشين‏ ‏را‏ ‏اجتناب ناپذير‏ ‏نمايد . در‏ ‏چنين شرايطي‏ ‏يك راه حل قديمي‏ ‏يعني بالانس در محل نصب چاره ساز‏ ‏مي‏‌‏باشد .‏ ‏در اين روش‏ ‏توسط دستگاه‏‌‏ هاي آناليز ارتعاشات‏ ‏از ماشين اندازه‏‌‏گيري ارتعاشي‏ ‏به عمل مي آيد‏ ‏و‏ ‏دامنه و فاز‏ ‏ارتعاشات اندازه‏‌‏گيري مي شود .‏ ‏سپس براساس‏ ‏دستورالعمل‏ ‏مشخصي‏ ‏با چندين‏ ‏مرحله راه‏‌‏اندازي‏ ‏و توقف‏ ‏تجهيز‏ ‏و اتصال وزنه‏‌‏ هاي بالانس كننده‏ ‏آزمايشي‏ ‏و‏ ‏تكرار‏ ‏اندازه‏‌‏گيري‏‌‏ها نهايتاً‏ ‏روتور به شرايط‏ ‏بالانس‏ ‏جرمي‏ ‏رسيده و‏ ‏عمليات‏ ‏بالانس‏ ‏به پايان مي‏‌‏رسد و تجهيز مجدداً‏ ‏راه‏‌‏اندازي مي‏‌‏گردد . اين‏ ‏پروسه‏ ‏در‏ ‏شرايط مختلف‏ ‏معمولاً‏ ‏بين‏ ‏چند ساعت‏ ‏تا‏ ‏چند روز‏ ‏به طول‏ ‏مي‏‌‏انجامد .
‏3
‏چكيده
‏ ارتعاشات ماشين‏‌‏هاي‏ ‏دوار يكي‏ ‏از مسايل مهم مهندسي‏ ‏محسوب مي‏‌‏گ ردد . نابالانسي‏ ‏روتور‏ ‏به‏ ‏عنوان‏ ‏عمومي‏‌‏ترين منبع‏ ‏ايجاد‏ ‏ارتعاشات ، رايج‏‌‏ترين‏ ‏مشكل سيستمهاي‏ ‏دوار مي‏‌‏باشد .‏ ‏افزايش دائمي نابالانسي در‏ ‏بسياري از تجهيزات‏ ‏صنعتي مانند‏ ‏فنها ،‏‌‏ توربين‏‌‏ها‏ ‏، پمبها ،‏ ‏كمپرسورها‏ ‏و ... عموماً‏ ‏موجب‏ ‏توقف‏ ‏توليد گرديده‏ ‏و‏ ‏خسارات سنگيني‏ ‏به صنايع وارد مي‏‌‏كند . امروزه‏ ‏بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏ماشينهاي دوار‏ ‏به عنوان يكي از جديدترين‏ ‏و بهترين راه ‏‌‏حلها‏ ‏مورد توجه مجامع‏ ‏علمي‏ ‏و صنعتي قرار‏ ‏دارد .‏ ‏در اين پروژه‏ ‏بالانس اتوماتيك‏ ‏ماشينهاي دوار مورد بررسي قرار گرفته است .
‏ابتدا روشهاي مختلف بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏و كنترل‏ ‏ارتعاشات شناسايي‏ ‏و‏ ‏دسته‏‌‏بندي شده‏ ‏است‏ ‏.به طور كلي‏ ‏روشهاي‏ ‏بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏به دو دسته فعال و‏ ‏غير‏ ‏فعال تقسيم مي‏‌‏گردد.‏ ‏در روشهاي غير فعال‏ ‏بالانس رينگ‏ ‏و‏ ‏گلوله مورد تجزيه و تحليل‏ ‏قرار گرفته‏ ‏و‏ ‏معادلات ديناميكي‏ ‏حاكم بر اين سيستم‏ ‏،‏ ‏شرط جواب دهي‏ ‏و نقاط تعادل‏ ‏آن‏ ‏بررسي شده است .
‏ سيستمهاي بالانس‏ ‏فعال نيز به دو‏ ‏دسته تقسيم گرديده‏‌‏ اند‏ ‏. دسته‏ ‏اول سيسمتهاي كنترل‏ ‏مستقيم‏ ‏ارتعاشات‏ ‏مي‏‌‏باشند كه‏ ‏قادرند از طريق‏ ‏عملگرهاي‏ ‏مغناطيسي‏ ‏،‏ ‏نيروهاي‏ ‏كنترلي‏ ‏مناسبي براي كنترل ارتعاشات روتور به آن‏ ‏اعمال كنند .‏ ‏دسته دوم‏ ‏ابزارهايي هستند كه‏ ‏با جابجا‏ ‏كردن وزنه‏‌‏هاي‏ ‏تصحيح ،‏‌‏ ‏روتور را بصورت‏ ‏اتوماتيك‏ ‏و‏ ‏كنترل‏ ‏شده‏ ‏بالانس مي‏‌‏نمايند‏ ‏.
‏ به طور كلي سيستمهاي جابجا كننده‏‌‏ي‏ ‏وزنه به سه دسته‏‌‏ي‏ ‏هدهاي‏ ‏دكارتي ،‏ ‏قطبي و جابجايي مايع‏ ‏تقسيم مي‏‌‏شوند . در اين‏ ‏پروژه در ضمن‏ ‏معرفي اين سه دسته‏ ‏، معادلات حاكم ارائه شده‏ ‏ونمونه‏‌‏هايي‏ ‏از‏ ‏هر يك معرفي‏ ‏شده است .‏ ‏روشهاي كنترل سيستم بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏به دو دسته‏ ‏،‏ ‏«‏ جابجايي بهينه ‏»‏ ‏و ‏«‏ جابجايي مشخص ‏»‏ ‏تقسيم شده و هر‏ ‏يك براي روتورهاي‏ ‏جفكات‏ ‏و روتور صلب‏ ‏با در نظر گرفتن‏ ‏اثرات ژيروسكوپي‏ ‏و‏ ‏براي روتورهاي‏ ‏انعطاف پذير‏ ‏، شرح داده شده‏ ‏است .
‏بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏به روش مودال و ضرايب تأثير نيز شرح داده‏ ‏شده‏ ‏و‏ ‏براي رفع معايب آنها يك الگوريتم‏ ‏بالانس‏ ‏اتوماتيك تركيبي‏ ‏پيشنهاد شده است .‏ ‏در اين روش‏ ‏ابتدا‏ ‏ماتريس ضرايب‏ ‏اثر‏ ‏از‏ ‏روي پارامترهاي‏ ‏مودال محاسبه‏ ‏شده‏ ‏و اين ماتريس براي شروع عمليات بالانس
‏3
‏ ‏به كار مي‏‌‏رود . حين‏ ‏جابجايي‏ ‏جرم ماتريس‏ ‏ضرايب‏ ‏اثر‏ ‏جديد محاسبه‏ ‏و براي تكميل‏ ‏و عمليات بالانس به كار مي‏‌‏رود .
‏بحث ديناميك‏ ‏روتورها‏ ‏عنوان‏ ‏مباحث مقدماتي‏ ‏براي تكميل‏ ‏بحث‏ ‏و فهم‏ ‏چگونگي عملكرد‏ ‏سيستمهاي بالانس‏ ‏اتوماتيك ارائه‏ ‏گرديده است . شبيه سازي عددي روشهاي بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏براساس‏ ‏معادلات به دست آمده‏ ‏در اين قسمت‏ ‏انجام شده‏ ‏است .
‏توقف ماشين‏ ‏و‏ ‏در نتيجه توقف‏ ‏خط‏ ‏توليد در اثر‏ ‏نابالانسي‏ ‏معمولاً خسارات‏ ‏سنگيني‏ ‏به كارخانجات‏ ‏وارد مي آورد .‏ ‏يك‏ ‏راه حل مناسب براي‏ ‏اين مساله‏ ‏استفاده‏ ‏از‏ ‏سيستمهاي بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏مي‏‌‏باشد . سيستمهاي بالانس‏ ‏كننده فعال كه‏ ‏ايده اوليه آن‏ ‏از‏ ‏سالهاي پيش‏ ‏ارائه گرديده ،‏ ‏سيستمهايي هستند‏ ‏كه‏ ‏قادرند‏ ‏يك ماشين دوار‏ ‏را‏ ‏در هنگام بروز‏ ‏نابالانسي ،‏ ‏بصورت خودكار‏ ‏و بدون نياز‏ ‏به متوقف كردن‏ ‏تجهيز بالانس‏ ‏نمايند . اين كار توسط‏ ‏جابجا‏ ‏شدن‏ ‏وزنه‏‌‏هايي كه‏ ‏بطور دائمي به روي‏ ‏روتور نصب‏ ‏شده‏‌‏ اند‏ ‏صورت مي‏‌‏گيرد .‏ ‏مهمترين مزيت‏ ‏اين‏ ‏سيستمها‏ ‏عدم نياز‏ ‏به متوقف كردن‏ ‏تجهيز‏ ‏براي‏ ‏عمليات بالانس‏ ‏مي‏‌‏باشد .
‏1-1 روشهاي بالانس اتوماتيك
‏تا كنون روشهاي‏ ‏مختلفي در سيستمهاي‏ ‏بالانس كننده اتوماتيك‏ ‏به كار گرفته شده است .‏ ‏از جمله مي‏‌‏توان سيستمهاي بالانس‏ ‏كننده اتوماتيك‏ ‏انفعالي‏ . passive Automatic Balancer
‏ ،‏ ‏سيستمهاي كنترل‏ ‏مستقيم ارتعاشات‏ ‏به صورت فعال‏ .Direct Active Vibration Control
‏ ‏و‏ ‏سيستمهاي فعال‏ ‏جابجا كننده‏ ‏وزنه‏ . Active Mass Redistribution Balancers
‏ را نام برد . هر يك از اين روشها‏ ‏كاربردهاي خاص خود را داشته و اين‏ ‏سيستمها‏ ‏هم اكنون‏ ‏در‏ ‏گستره وسيعي از المانهاي‏ ‏دوار به‏ ‏كار مي‏‌‏روند .
‏قديمي‏‌‏ترين روش‏ ‏بالانس اتوماتيك‏ ‏استفاده از بالانس‏ ‏كننده‏‌‏هاي انفعالي است . محققين‏ ‏نشان داده‏‌‌‏اند‏ ‏كه‏ ‏ارتعاشات ماشينهاي‏ ‏دوار‏ ‏مي‏‌‏تواند بوسيله‏ ‏يك‏ ‏سيستم بالانس‏ ‏غير فعال‏ ‏كاهش‏ ‏يابد .‏ ‏سيستم غير فعال ،‏ ‏بالانس كننده‏‌‏اي است‏ ‏كه‏ ‏عمليات بالانس‏ ‏روتور را بدون نياز‏ ‏به سيستم كنترل‏ ‏و‏ ‏يا‏ ‏محرك انجام‏ ‏مي‏‌‏دهد .
‏4
‏براي كنترل‏ ‏فعال‏ ‏ارتعاشات در ماشنهاي دوار دو تكنيك‏ ‏وجود دارد . تكنيك‏ ‏كنترل مستقيم‏ ‏ارتعاشات‏ ‏به صورت‏ ‏فعال (DAVC)‏ كه در آن بطور‏ ‏مستقيم يك نيروي‏ ‏عمود بر روتور اعمال مي‏‌‏گردد‏ ‏يكي از اين تكنيكها‏ ‏مي‏‌‏باشد . در تكنيك‏ ‏دوم‏ ‏توزيع جرم روتور‏ ‏توسط ابزارهاي خاص‏ ‏و‏ ‏با جا بجا كردن‏ ‏وزنه‏‌‏هاي تصحيح تنظيم‏ ‏مي‏‌‏گردد.
‏ در روش كنترل‏ ‏مستقيم‏ ‏ارتعاشات‏ ‏،‏ ‏نيروي‏ ‏اعمالي‏ ‏به روتور توسط‏ ‏ابزارهاي‏ ‏ايجاد كننده‏ ‏نيرو‏ ‏نظير‏ ‏بيرينگهاي‏ ‏مغناطيسي توليد‏ ‏مي‏‌‏گردد مزيت مهم‏ ‏تكنيكهاي‏ DAVC‏ ‏اين است كه‏ ‏نيروي‏ ‏اعمال شده‏ ‏به روتور مي‏‌‏تواند‏ ‏خيلي سريع تغيير‏ ‏نمايد .‏ ‏اين مزيت باعث مي‏‌‏شود كه‏ ‏بوسيله‏ ‏اين سيستم بتوان ارتعاشات ناشي از نابالانسي ،‏ ‏ارتعاشات ازاد‏ ‏گذرا‏ ‏و‏ ‏ساير ارتعاشات‏ ‏موجود در ماشين‏‌‌‏هاي دوار‏ ‏را بطور كلي حذف‏ ‏نمود .‏ ‏محدوديت‏ ‏اين‏ ‏سيستم ، حداكثر نيرويي است كه‏ ‏عملگرهاي توليد كننده‏ ‏نيرو‏ ‏مي‏‌‏توانند اعمال نمايند .
‏در سرعتهاي‏ ‏دوراني بالا ،‏ ‏نيروي نابالانسي‏ ‏سيستم مي‏‌‏تواند‏ ‏به سطح فوق‏‌‏العاده‏‌‏ ‏بالايي برسد و بيشتر‏ ‏ابزارهاي اعمال‏ ‏نيرو‏ ‏نمي‏‌‏توانند‏ ‏نيروي كافي‏ ‏را جهت خنثي كردن‏ ‏آن‏ ‏ايجاد نمايند .‏ ‏در اين شرايط‏ ‏روشهاي جابجا‏ ‏كننده‏ ‏وزنه‏ ‏مناسب خواهد‏ ‏بود‏.‏ ‏در اين روش ابزار‏ ‏خاصي‏ ‏كه‏ ‏داراي مركز جرم‏ ‏قابل تغيير است ،‏ ‏بر روي روتور نصب‏ ‏مي‏‌‏گردد .پس‏ ‏از آنكه ارتعاشات‏ ‏ماشين‏ ‏اندازه‏‌‏گيري‏ ‏و‏ ‏وجود نابالانسي‏ ‏تشخيص داده شد ،‏ ‏مركز جرم‏ ‏اين‏ ‏ابزار در جهت مخالف نابالانسي‏ ‏سيستم تغيير مي‏‌‏نمايد‏ ‏و به اين ترتيب‏ ‏ارتعاشات‏ ‏ماشين دوار‏ ‏به واسطه حذف‏ ‏منبع‏ ‏ارتعاشات ،‏ ‏يعني نابالانسي‏ ‏روتور ، از بين مي‏‌‏رود .
‏برخلاف ابزارهاي نيرويي ، ابزارهايي تغيير‏ ‏توزيع جرم‏ ‏قادرند نيروهاي‏ ‏زيادي را‏ ‏ايجاد‏ ‏نمايند‏ ‏اما سرعت عمل آنها‏ ‏پايين است . همچنين‏ ‏اين ابزارها‏ ‏قادر‏ ‏به از بين بردن ارتعاشات گذرا‏ ‏و‏ ‏ارتعاشات‏ ‏غير هماهنگ‏ ‏ماشين كه ناشي‏ ‏از‏ ‏عيوب ديگر هستند ، نمي‏‌‏باشند .
‏1-2- تاريخچه
‏در‏ ‏اين پروژه‏ ‏علاوه بر سيستمهاي بالانس‏ ‏اتوماتيك‏ ‏،‏ ‏بحث ديناميك‏ ‏روتورها‏ ‏و بالانس‏ ‏غير‏ ‏اتوماتيك ،‏ ‏به عنوان پيش زمينه‏ ‏بالانس اتوماتيك‏ ‏مورد توجه‏ ‏قرار گرفته است ،‏