بررسی تأثیر عوامل مختلف بر شرایط روان‌کاری در رولربیرینگ‌های کوره دوار کارخانه گندله‌سازی مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (نظری)

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، امور خدمات فنی مهندسی، مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان، کرمان، ایران.

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران.

3 کارشناسی ارشد، مدیر امور خدمات فنی مهندسی، مجتمع فولاد بوتیای ایرانیان، کرمان، ایران.

چکیده

رولربیرینگ‌ها از پرکاربردترین قطعات مکانیکی هستند که روان‌کار این قطعات در رژیمی از روان‌کاری که الاستوهیدرودینامیک نامیده می‌شود قرار دارد. به‌طور کلی برای درک رژیم‌های روان‌کاری، در نظر داشتن ضخامت لایه روان‌کاری از اهمیت بسیاری برخوردار است. ضخامت فیلم روان‌کار، یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار در عملکرد بیرینگ‌هاست. در مطالعه حاضر با به‌کارگیری روابط تئوری و استفاده از نرم‌افزار متلب، در ابتدا به بررسی و محاسبه کامل توزیع بار در طول کوره دوار و سپس به محاسبه ضخامت فیلم روان‌کار (روغن پایه و گریس) در بیرینگ‌های ساپورت[1] رولر کوره دوار مجتمع گندله‌سازی فولاد بوتیای ایرانیان پرداخته شده است. در ادامه تأثیر عوامل مختلف نظیر سرعت کوره، دمای عملیاتی روانکار، حجم گندله ورودی به کوره، درصد حرکت خطی جک هیدرولیک، ویسکوزیته[2] روغن پایه گریس و شاخص گرانروی روغن پایه بر عملکرد روانکاری مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش ویسکوزیته روغن پایه از 150 سانتی‌استوک به 1000 سانتی‌استوک 239 درصد ضخامت فیلم روانکار افزایش پیدا می‌کند. همچنین از نتایج مشاهده گردید که افزایش شاخص گرانروی سبب می‌شود در محدوده دمایی کارکرد، در ویسکوزیته روغن پایه تغییرات کمی پیدا شود و در شروع به‌کارگیری میزان گشتاور استارت کاهش یابد.
 
[1] Support
[2] Viscosity

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation on the Effect of Different Parameters in Lubrication Conditions in the Roller Bearings of the Rotary Kiln of Pelletizing Plant of Butia Iranian Steel Company

نویسندگان [English]

  • Davood Beyralvand 1
  • Farzad Banazadeh 1
  • Hossein Ghazizade-Ahsaee 2
  • Rasoul Moghaddas 3
1 MSc Student, Engineering Technical Services, Butia Iranian Steel Complex, Kerman, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran.
3 MSc Student, Engineering Technical Services Manager, Butia Iranian Steel Complex, Kerman, Iran.
چکیده [English]

Roller bearings are one of the most widely used mechanical components. The load on the bearing is supported by the pressure that is developed in fluid-film and thus the lubricant is less able to escape and a longer-lasting lubricant film is generated called elastohydrodynamics lubrication (EHL). In general, to understand the lubrication regimes, it is important to consider the thickness of the lubrication layer. Lubricant film thickness is one of the most important parameters affecting the performance of bearings. In the present study, using theoretical equations and using MATLAB programing software, the load distribution along the rotary kiln was investigated and calculated, and then the film thickness of the lubricant (base oil and grease) in the roller bearings of the rotary kiln of Butia Iranian Steel Pelletizing Complex was calculated. Finally, the effect of various parameters such as rotary kiln speed, lubricant operating temperature, fill ratio, base oil viscosity and viscosity index of base oil were deliberated. The results showed that by increasing the base oil viscosity from 150 cst to 1000 cst, the film thickness increased by 239%. Furthermore, increasing the viscosity index caused small changes in the base oil viscosity in the operating temperature and reduced the starting torque at the beginning of application.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rotary kiln
  • Pelletizing
  • Grease
  • Lubricant film thickness
  • Elastohydrodynamics

مراجع

[1] Nguyen-Schäfer, H. (2016). Computational design of rolling bearings. Springer. https:// doi.org/10.1007/978-3-319-27131-6
[2] Sibley, L. B., & Orcutt, F. K. (1961). Elasto-Hydrodynamic Lubrication of Rolling-Contact Surfaces. A S L E Transactions, 4(2), 234-249. https://doi.org/10.1080/05698196108972 435
[3] Dowson, D., & Higginson, G. R. (1966). Elasto-hydrodynamic Lubrication: The Fundamentals of Roller and Gear Lubrication. Pergamon Press. https://books.google.com/books/about/ Elasto_hydrodynamic_Lubrication.html?id=HuMuAAAAIAAJ
[4] Cann, P. M., & Lubrecht, A. A. (2003). The effect of transient loading on contact replenishment with lubricating greases. Tribology Series, 43, 745-750. https://doi.org/10.1016/S0167-8922 (03)80102-5
[5] Morales-Espejel, G. E., Lugt, P. M., Pasaribu, H. R., & Cen, H. (2014). Film thickness in grease lubricated slow rotating rolling bearings. Tribology International, 74, 7-19. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2014.01.023
[6] Ward, P., Leveille, A., & Frantz, P. (2008, May 7-9). Measuring the EHD film thickness in a rotating ball bearing. 39th Aerospace Mechanisms Symposium, Huntsville, Alabama. https://www.semanticscholar.org/paper/Measuring-the-EHD-Film-Thickness-in-a-Rot ating-Ball-Ward-Leveille/f3fba03aa539162ba97783788297045d109a bc49
[7] Jablonka, K., Glovnea, R., & Bongaerts, J. (2018). Quantitative measurements of film thickness in a radially loaded deep-groove ball bearing. Tribology International, 119, 239-249. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2017.11.001
[8] Wittek, E., Kriese, M., Tischmacher, H., Gattermann, S., Ponick, B., & Poll, G. (2010, September 6-8). Capacitances and lubricant film thicknesses of motor bearings under different operating conditions. The XIX International Conference on Electrical Machines - ICEM 2010, Rome, Italy https://doi.org/10.1109/ICELMACH.2010.5608142
[9] Lugt, P. M., Velickov, S., & Tripp, J. H. (2009). On the Chaotic Behavior of Grease Lubrication in Rolling Bearings. Tribology Transactions, 52(5), 581-590. https://d oi.org/110402000902825713
[10] Zhou, Y., Bosman, R., & Lugt, P. M. (2019). An Experimental Study on Film Thickness in a Rolling Bearing for Fresh and Mechanically Aged Lubricating Greases. Tribology Transactions, 62(4), 557-566. https://doi.org/10.1080/10402004.2018.1539202
[11] Zhang, X., Glovnea, R., Morales-Espejel, G. E., & Félix-Quiñonez, A. (2020). The Effect of Working Parameters upon Elastohydrodynamic Film Thickness Under Periodic Load Variation. Tribology Letters, 68(2), 1-10. https://doi.org/10.1007/s1 1249-020-01303-y
[12] Kolivand, A., Li, S., & Zhang, Q. (2021). Modeling on contact fatigue under starved lubrication condition. Meccanica, 56(1), 211-225. https://doi.org/10.1007/s11012-020-01284-1
[13] Hamrock, B. J. (1994). Fundamentals of Fluid Film Lubrication. McGraw-Hill. https:/ /books.google.com/books/about/Fundamentals_of_Fluid_Film_Lubrication.html?id=7dpSAAAAMAAJ
[14] Venner, C. H., & Lubrecht, A. A. (2000). Multi-level methods in lubrication. Elsevier. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=HQoIZFc_fQIC&oi=fnd&pg=PP1&dq=Multilevel+Methods+in+Lubrication&ots=2EsqvG5fve&sig=o1lWRgeQ-LZYuRRa-V5ebGAPp2Q#v=onepage&q=Multilevel%20Methods%20in%20Lubr ication&f=false
[15] Grubin, A. N. (1949). Investigation of the contact of machine components. Central Scientific Research Institute for Technology and Mechanical Engineering, 337(1), 171-182. https:// cir.nii.ac.jp/crid/1573387449406177536
[16] Kauzlarich, J. J., & Greenwood, J. A. (1972). Elastohydrodynamic Lubrication With Herschel-Bulkley Model Greases. A S L E Transactions, 15(4), 269-277. https://do i.org/10.1080/05698197208981427
[17] Dong, D., Komoriya, T., Endo, T., & Kimura, Y. (2009, September 6-11). Formation of EHL Film with Grease in Ball Bearings at Low Speeds. World Tribology Congress 2009, Kyoto, Japan. https://www.jstage.jst.go.jp/article/tribologist/57/8/57_57.08_568/_a rticle/-char/en
[18] Cyriac, F., Lugt, P. M., Bosman, R., Padberg, C. J., & Venner, C. H. (2016). Effect of Thickener Particle Geometry and Concentration on the Grease EHL Film Thickness at Medium Speeds. Tribology Letters, 61(2), 1-13. https://doi.org/10.1007/s11249-015-0633-z
[19] Organización Internacional de Normalización. (2007). Rolling bearings: Dynamic load ratings and rating life (ISO 281:2007). International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/38102.html
[20] Tatari, M. (2016). Mechanical inspection of rotary kiln. Cement Technology Scientific Monthly journal, 100(1), 14-26. http://www.cementechnology.ir/No.104.html
[21] Žiga, A., Karač, A., & Vukojević, D. (2013). Analytical and numerical stress analysis of the rotary kiln ring. Tehnički vjesnik, 20(6), 941-946. https://www.researchgate.net/profile/ Alma-Ziga/publication/260660937_Analytical_and_Numerical_Stress_Analysis_of_T he_Rotary_Kiln_Ring/links/5b9b90ad299bf13e602e6153/Analytical-and-Numerical-S tress-Analysis-of-The-Rotary-Kiln-Ring.pdf
[22] SKF company. (2010). SKF catalogue Rolling bearings. SKF. https://www.skf.com/gr oup/products/rolling-bearings/erratapages/rbc17000
[23] Li, J., Ma, Z., & Chen, W. (2016). Effects of oil film properties on roller bearing with light loads under various slip factors. Vibroengineering Procedia, 10, 392-397. htt ps://www.extrica.com/article/17836
[24] Harris, T. A., & Kotzalas, M. N. (2006). Rolling Bearing Analysis-2 Volume Set (5 ed.). Crc Press. https://www.amazon.com/Rolling-Bearing-Analysis-Fifth-Edtion/dp/0849381673
[25] Farahmand, S., Habibi, A., & Mohammadi, M. (2018). Waste Cooking Oil Conversion to the Biofuel. Karafan Quarterly Scientific Journal, 15(2), 67-78. https://karafan.t vu.ac.ir/article_100524_21a5089f7946dae4bd6c73b64f6245c5.pdf
[26] Hassani Khorshidi, F., Azizi, M., Zare Hossein Abadi, H., & Faezipour, M. (2020). Identification and Explanation of Cleaner Production Indicators and Solutions in Medium Density Fiberboard (MDF) Factory. Karafan Quarterly Scientific Journal, 17(2), 65-79. https://doi. org/10.48301/kssa.2020.119213
فصلنامه علمی کارافن
دوره 19، شماره 1 - شماره پیاپی 57
فنی و مهندسی
خرداد 1401
صفحه 243-262

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 شهریور 1400
  • تاریخ بازنگری: 12 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 30 بهمن 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار