خانه » پروژه » پروژه مکانیک » دانلود مقاله یاتاقانهای مغناطیسی
دانلود مقاله یاتاقانهای مغناطیسی

دانلود مقاله یاتاقانهای مغناطیسی

یاتاقانهای مغناطیسی
فهرست مطالب
فصل اول ۶
ظهور یاتاقان های مغناطیسی ۶
اساس کار یاتاقان های مغناطیسی ۷
ملاحظات طراحی ۱۰
کاربردهای مختلف ۱۱
مزیت بلبرینگ های مغناطیسی ۱۲
اصول و مبانی یاتاقان های مغناطیسی ۱۴
یاتاقان های مغناطیسی: ۱۴
اجزا یاتاقان مغناطیسی و عملکرد هر یک : ۱۵
۴- سیستم کنترل ۱۷
۵- الگوریتم کنترل ۱۹
فصل سوم ۲۰
مزایا و محدودیت ها ۲۰
قابلیت اعتماد بالا: ۲۰
پاکیزگی: ۲۱
کاربرد در سرعتهای بالا: ۲۱
کنترل موقعیت و ارتعاشات: ۲۲
شرایط خاص: ۲۲
طراحی، ارتقاء و آزمایش دستگاهها: ۲۳
عیب یابی ماشین / ماشینهای هوشمند: ۲۳
محدودیتهای یاتاقان های مغناطیسی: ۲۳
فصل چهارم ۲۴
یاتاقان های مغناطیسی چگونه کار می کنند ۲۴
یاتاقان های شعاعی: Radial Bearings ۲۶
یاتاقان های کف گرد: Thrust Bearing ۲۶
فصل پنجم ۲۷
ماهیت سیستم کنترل ۲۷
فصل ششم ۲۹
سیستم کنترل چکونه کار می کند ۲۹
کنترلر PID : ۳۰
فصل هفتم ۳۳
خصوصیات دینامیک روتور ۳۳
فصل هشتم ۳۳
یاتاقانهای کمکی ۳۳
فصل نهم ۳۴
کنترل تطبیقی ارتعاشات ۳۴
سئوالاتی که معمولاً پیرامون یاتاقانهای مغناطیسی مطرح می شود: ۳۵
فصل دهم ۳۹
کاربردها ۳۹
کمپرسور گاز طبیعی: ۴۰
مزایای این مجموعه: ۴۰
مشخصات یاتاقانها: ۴۲
کمپرسور هیدروژن: ۴۳
پمپ گردش هیدروژن: ۴۵
مشخصات سیستم: ۴۶
۲٫۱- ژنراتورهای با سرعت بالا: ۴۷
ماشینهای ابزار: ۴۹
۳٫۲- اسپیندل تراش: ۵۲
واحد تست و آزمایش: ۵۴
۴٫۱- اندازه گیری نیرو: ۵۵
۴٫۲- واحد تست و آزمایش اسپیندل: ۵۶
تجهیزات خلاء: ۵۷
مزایا و فواید: ۵۷
۵٫۲- پمپهای توربو مولکولی TMP : ۵۹
۵٫۳- موتورهای محفظه دار: ۶۱
مشخصات موتور: ۶۲
فصل اول
ظهور یاتاقان های مغناطیسی
یاتاقان مغناطیسی که شافت را به جای تماس مکانیکی با نیروی مغناطیسی به حالت تعلیق در می آورند، چند دهه است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. یاتاقان های مغناطیسی مزایای فراوانی ، از جمله توانایی کار در سرعت های بالا و قابلیت عملکرد بدون روغن کاری در محیط خلاء را به استفاده کنندگان عرضه می کنند. این یاتاقان ها بدون اصطکاک کار  می کنند، فرسایش کمی دارند، در حین دوران ارتعاشات بسیار کمتری نسبت به بقیه یاتاقان ها ایجاد می کنند، می توانند مکان شافت را به دقت کنترل کنند، نیروهای خارجی وارد بر شافت را اندازه بگیرند و حتی شرایط کاری ماشین را تصویر کنند.
امروزه رشد تکنولوژی ، به ویژه در کنترل و پردازش دیجیتال، یاتاقان های مغناطیسی را به سوی طراحی نیرومندتر و به صرفه تر نسبت به گذشته هدایت کرده است. یاتاقان های امروزی برای محدودهِی گسترده ای از کاربردها، از تجهیزات نیمه هادی گرفته تا میکرو توربین ها و کمپرسورهای سرد سازی و پمپهای خلاء، مناسب هستند.
اساس کار یاتاقان های مغناطیسی
در سیستم یاتاقان مغناطیسی، محورها به وسیله ی نیروی الکترومغناطیسی حاصل از اعمال جریان الکتریکی به مواد فرومغناطیس یاتاقان ها، به صورت معلق نگه داشته می شوند. این سیستم شامل سه بخش اصلی است: محرک های یاتاقان، سنسورهای موقعیت، کنترل کننده و الگوریتم کنترل. دستگاه های معمولی شامل دو یاتاقان شعاعی مغناطیسی و یک یاتاقان مغناطیسی کف گرد می باشند. این یاتاقان ها، شافت را در راستای پنج محور کنترل می کنند؛ دو محور مربوط به هر یاتاقان شعاعی است و محور پنجم در طول شافت قرار دارد. یاتاقان های مغناطیسی دارای اجزای ثابت و متحرک هستند که به ترتیب استاتور و روتور نامیده می شوند. استاتور یاتاقان های مغناطیسی شعاعی، به استاتور موتورهای الکتریکی شباهت دارد.
استاتور یاتاقان های شعاعی لایه لایه است، به این صورت که قطبهای مغناطیسی آن از لایه های نازک فلزی تشکیل شده است که بر روی هم قرار می گیرند و حلقه های سیم به دور قطب ها پیچیده می شوند.
جریان الکتریکی کنترل شده که از سیم پیچها می گذرد، یک نیروی جاذب روی روتور فرو مغناطیس ایجاد می کند و روتور را در فاصله ی هوایی به صورت معلق نگه می دارد. فاصله ی هوایی معمولاً حدود ۰/۵ میلی متر در نظر گرفته می شود و در برخی کاربرد های خاص می تواند به بزرگی ۲ میلی متر هم طراحی شود. روتور روی شافتی قرار می گیرد که در فاصله ی هوایی است و لزومی ندارد که در مرکز قرار گیرد. این خاصیت از لحاظ کاربردی مفید است زیرا می توان فرسودگی شافت و همچنین ارزش های آن را جبران کرد، مانند ماشین های سنگ زنی که در طول کارکرد فرسوده می شوند.
یک یاتاقان مغناطیسی کف گرد خرکت محوری را کنترل می کند. روتور یاتاقان کف گرد، یک دیسک توپر آهنی است که به شافت متصل شده و در یک فاصله مشخص از استاتور، در یک طرف یا هر دو طرف شافت، قرار می گیرد. در حین کار، نیروی الکترومغناطیسی تولید شده به وسیله ی استاتور؛ روی روتور عمل کرده و حرکت محوری را کنترل می کنند. یاتاقان های مغناطیسی، همچنین شامل یاتاقان های کمکی هستند. کار اصلی این یاتاقان ها نگه داشتن شافت هنگام خاموش بودن دستگاه است. این یاتاقان ها اجزای دستگاه را در هنگام قطع برق یا خرابی محافظت می کنند. رینگ داخل یاتاقان های کمکی، از فاصله ی هوایی یاتاقان های مغناطیسی کوچکتر است تا از آسیب دیدگی شافت در هنگام ارتعاش جلوگیری کند.
سیستم های کنترل
سیستم کنترلی، جریان یاتاقان ها را تنظیم می کند و در نتیجه نیروی یاتاقان ها را سامان می بخشد. حین فعالیت، سنسورهای تعیین موقعیت طولی و شعاعی، داده های حرکت و مکان شافت را به منترل کننده می فرستند.
این کنترل کننده موقعیت مطلوب و واقعی شافت را مقایسه کرده و نیروی لازم برای نگه داشتن شافت در موقعیت فعلی را محاسبه می کند و در صورت نیاز به تقویت کننده، دستور تنظیم جریان، جهت کاهش یا افزایش شار مغتاطیسی را می دهد .
بخشهای اصلی سیستم کنترل DSP ( پردازش سیگنال های دیجیتال )، منبع تغذیه و تقویت کننده ها هستند. به طور کلی هرچه دستگاه بزرگتر باشد، به تقویت کننده های بزرگتری نیاز دارد.
اندازه ی کنترل کننده نیز به دینامیک بار مورد نیاز بستگی دارد که عموماً در دستگاههای سنگین تر، بزرگتر است.
شافت می تواند از طریق الگوریتم های تک ورودی – تک خروجی (SISO) و یا چند ورودی – چند خروجی (MIMO) برای سرعتهای بالا و کاربردهای مورد نیاز، کنترل شود. کنترل کننده توسط سیگنال هاییی با فرکانس ۱۰ کیلو هرتز، موقعیت دقیق شافت را اندازه گرفته و تحلیل می کند و سپس دستور مناسب را صادر می نماید. به این ترتیب قابلیت کنترل دقیق یا تاقان هایی با حداکثر سرعت ۱۰۰/۰۰۰ دور در دقیقه فراهم می شود.
یک مزیت قابل توجه تکنولوژی یاتاقان های مغناطیسی این است که کنترل کننده، خود عمل نمایش شرایط کاری دستگاه را انجام می دهد. نرم افزارهایی مانندMBS ، اطلاعات جرئی بسیاری، در مورد سلامت دستگاه مهیا کرده و برنامه ی نگهداری و مراقبت را بهینه می کنند.
این نرم افزار، ابزارهایی دارد که می تواند پارامترهای ورودی را همساز کرده و تفاوت آنها را قبل از شروع دستگاه بررسی کند. ابزارهای تصویری آن ، یک نمایش دهنده موقعیت جریانها و نیروها به صورت لحظه ایو یک سیستم هشدار که کلیه متغیرهای سیستم را قبل و بعد از یک اتفاق غیر عادی در کنترل می گیرد، هستند. این ابزارها مشاهده ی اطلاعات سیستم در شکلهای مختلف جهت همسازی ورودی ها و مشخصات دستگاه را امکان پذیر می سازد.
سیستم ابزار تطابق پذیر  AVC  یک ابزار مهم دیگر است. AVC  نیروهای لازم برای از بین بردن ارتعاشات را از دو راه حساب می کند یک راه این است که به شافت اجازه می دهد که حول کحور هندسی اش بگردد، از این رو به طور دقیق جابجایی شافت را کنترل می کند و انحراف ناشی از نامیزان بودن شافت را از بین می برد. این کاربرد در دقت های بالا مانند ماشین های ابزار، مفید است. راه دیگر این است که شافت را حول محور گذرنده از مرکز جرم می گرداند تا ارتعاشات منتقل شده به بدنه  یا محفظه را تا ۰۱/۰ میلی متر کاهش دهد. این طرح در پمپهای توربومولکولی و تجهیزات نیمه هادی بسیار ارزشمند است.
AVC می تواند ضریب اطمینان را بالا ببرد و فاصله ی زمانی سرویس کردن دستگاه را کاهش دهد. این ساختار تطبیقی ، ارتعاشات را کاهش می دهد. حتی زمانی که موتور در طول زمان کهنه و کثیف می شود با زا بین بردن پردازش اغتشاشات، می تواند محدوده ی عملکرد دستگاه را گسترش بخشد.
ملاحظات طراحی
هدف نهایی از طراحی یاتاقان های مغناطیسی، چرخش بدون تماس و مطمئن در کل محدوده ی سرعت دستگاه است. کاهش اندازه سیستم های کنترل دیجیتال، یعنی راه حل با صرفه تر ، و طراحی یاتاقان های مغناطیسی فشرده به معنی تولید دستگاه های کوچکتر و قوی تر است.
سرعت، بار و محیط کاری سه غامل اصلی در توسعه ی سیستم یاتاقان های مغناطیسی هستند. استحکام مکانیکی شافت غالباً عامل محدود کننده ی سرعت است.
ظرفیت استاتیکی ( نیروی بیشینه ای که یاتاقان های مغناطیسی برای نگه داشتن شافت تولید می کنند ) تابعی از متغیرهایی مثل جریان تقویت کننده، مساحت قطبهای مغناطیسی، تعداد حلقه های سیم پیچ و ابعاد فاصله های هوایی است. یک قاعده ی سر انگشتی خوب این است که این مقدار را برابر ۷۵ نیوتن بگیریم.

برای خرید اطلاعات خود را وارد کنید
  • کلیه پرداخت های سایت از طریق درگاه بانک سامان انجام می گیرد.هر مرحله از خرید می توانید مشکل خود را با پشتیبان و فرم تماس با ما در جریان بگذارید در سریعترین زمان ممکن مشکل برطرف خواهد شد
  • پس از پرداخت وجه ، فایل محصول هم قابل دانلود می باشد و هم به ایمیل شما ارسال می گردد .
  • آدرس ایمیل را بدون www وارد نمایید و در صورت نداشتن ایمیل فایل به تلگرام شما ارسال خواهد شد .
  • در صورت داشتن هرگونه سوال و مشکل در پروسه خرید می توانید با پشتیبانی سایت تماس بگیرید.
  • پشتیبان سایت با شماره 09383646575 در هر لحظه همراه و پاسخگوی شماست
  • اشتراک گذاری مطلب

    راهنما

    » فراموش نکنید! بخش پشتیبانی مقاله آنلاین ، در همه ساعات همراه شماست

    اطلاعات ارتباطی ما پست الکترونیکی: Article.university@gmail.com

    تماس با پشتیبانی+ ایدی تلگرام 09383646575

    برای سفارشتان از سایت ما کمال تشکر را داریم.

    از اینکه ما را انتخاب نمودید متشکریم.

    معادله فوق را حل نمایید *

    تمام حقوق مادی , معنوی , مطالب و طرح قالب برای این سایت محفوظ است