Pigistuskile summutite mõistmine
Definitsioon: Mis on pigistav kile summuti?
A pigista kile summuti (SFD) on passiivne summutamine seade, mida kasutatakse pöörlevates masinates vibratsioonienergia hajutamiseks ja juhtimiseks vibratsioon amplituudid, eriti kriitilised kiirused. Siibri moodustab õhuke õlikiht, mis paikneb laagrikorpust ümbritsevas rõngakujulises vaheruumis. Kui laager (ja selle külge kinnitatud rootor) vibreerib, laagrikorpus võngub amortisaatori vahe piires, pigistades õlifilmi. Sellele pigistusliikumisele tekkiv viskoosne takistus hajutab energiat, pakkudes rootorisüsteemile summutust ilma olulist jäikust lisamata.
Pigistuskilega summuteid kasutatakse laialdaselt lennukimootorites, tööstuslikes gaasiturbiinides ja muudes kiiretel masinatel, kus on vaja täiustatud summutust vibratsiooni kontrollimiseks ja vältimiseks. rootori ebastabiilsused.
Füüsiline tööpõhimõte
Pigistav tegevus
Meeldib liuglaagrid Kui õlifilm kannab püsivat radiaalkoormust, toimivad pigistusfilmi amortisaatorid tsüklilise pigistamise teel:
- Rootori vibratsioon: Tasakaalustamata rootor tekitab laagrile vibreerivaid jõude
- Eluaseme liikumine: Laagrikorpus võngub radiaalselt amortisaatori vahe sees
- Õlifilmi pigistamine: Kui korpus liigub sissepoole, surutakse õlifilm kokku; kui see liigub väljapoole, siis kile paisub
- Viskoosne vastupidavus: Õli ei pigistu välja, tekitades summutusjõu
- Energia hajumine: Vibratsioonienergia muundatakse õlis soojuseks
Peamine erinevus ajakirjalaagritest
- Ajakirja laager: Kannab õlifilmi rõhu kaudu staatilisi ja dünaamilisi koormusi; nii jäikus kui ka summutus
- Pigistage kile summutit: Pakub ainult summutust ja minimaalset jäikust; ei kanna püsivaid koormusi
- Kombinatsioon: Veerelaager (kandeb koormust) + SFD (pakub summutust) = optimaalne süsteem teatud rakenduste jaoks
Ehitus ja disain
Põhikomponendid
- Sisemine laagrivõru (laagrikorpus): Veerelaagri korpuse välispind, radiaalselt vabalt liikuv
- Välimine rõngas (summuti korpus): Statsionaarne korpus täpse silindrilise avaga
- Rõngakujuline kliirens: Sisemise ja välimise võru vaheline radiaalne vahe (tavaliselt 0,1–0,5 mm)
- Naftavarustus: Survestatud õli juhitakse vabasse ruumi
- Lõpptihendid: O-rõngad või muud tihendid õli aksiaalseks hoidmiseks
- Tsentreerivad elemendid: Vedrud või kinnitusdetailid liigse liikumise vältimiseks
Projekteerimisparameetrid
- Radiaalne kliirens (c): Määrab summutuskoefitsiendi (väiksem = suurem summutus)
- Pikkus (L): Summuti aksiaalne pikkus (pikem = suurem summutus)
- Läbimõõt (D): Summuti läbimõõt (suurem = suurem summutus)
- Õli viskoossus (µ): Suurem viskoossus = suurem summutus
- Lõpptihendi tüüp: Mõjutab õlilekkeid ja efektiivset summutust
Pigistavate kile summutite eelised
- Lisab summutust ilma jäikust suurendamata: Suurendab energia hajumist ilma kriitilisi kiirusi oluliselt suurendamata
- Vähendab kriitilise kiiruse vibratsiooni: Piirab resonantsiamplituudi ohutule tasemele
- Väldib ebastabiilsust: Aitab ennetada õli keeris, võlli piits, ja muud iseenesest ergastatud vibratsioonid
- Isoleerib edastatud jõud: Vähendab vundamendile kanduvat vibratsiooni
- Mahutab mööduvaid protsesse: Aitab kontrollida vibratsiooni käivitamise, seiskamise ja koormuse muutuste ajal
- Moderniseerimisvõimalus: Saab olemasolevatele masinatele lisada ilma suurema ümberehituseta
- Passiivne toimimine: Juhtimissüsteemi ega toidet pole vaja
Rakendused
Lennukite gaasiturbiinid
- Peaaegu universaalne tänapäevastes lennukimootorites
- Oluline vibratsiooni kontrollimiseks kriitilise kiiruse läbimisel
- Võimaldab kasutada veerlaagrite kasutamist kiiretel rakendustel
- Kompaktne ja kerge disain on lennunduses kriitilise tähtsusega
Tööstuslikud gaasiturbiinid
- Kasutatakse koos veeremielemendi või kallutuslaagritega
- Kontrollib vibratsiooni käivitamise ja seiskamise ajal
- Vähendab tugikonstruktsioonile ülekanduvat vibratsiooni
Kiired kompressorid
- Pakub lisaks laagri summutusele täiendavat summutust
- Hoiab ära ebastabiilsuse kergelt koormatud tingimustes
- Võimaldab laiemat tööulatust
Moderniseerimisrakendused
- Lisatud olemasolevatele masinatele, millel on liigne kriitilise kiiruse vibratsioon
- Lahendus olukorras, kus tasakaalustamine ja joondamine ei vähenda vibratsiooni piisavalt
- Alternatiiv rootori või laagri olulisele ümberkujundamisele
Kujunduskaalutlused
Summutuskoefitsiendi arvutamine
Pigistava kile summuti poolt tekitatav summutusjõud on ligikaudu:
- Fsummutamine = C × kiirus
- Kus sumbuvustegur C ∝ (µ × D × L³) / c³
- Väga tundlik kliirensi (c) suhtes: kliirensi poole võrra vähendamine suurendab summutust 8×
- Optimaalse summutuse kavandamine nõuab hoolikat parameetrite valimist
Tsentreerivad vedrud
- Eesmärk: Vältige siibri "põhja alla vajumist" (metall-metall kontakt)
- Jäikuse valik: Peab olema piisavalt pehme, et võimaldada summuti liikumist, kuid piisavalt jäik, et tsentreerida
- Levinumad tüübid: Oravapuur (mitmekordne ümbermõõduline traat), vedrud, elastomeersed elemendid
Naftavarustus ja äravool
- Survestatud õlivarustus kile säilitamiseks (tavaliselt 1–5 baari)
- Piisav voolukiirus tekkiva soojuse eemaldamiseks
- Õli üleujutuse vältimiseks nõuetekohane drenaaž
- Õhu väljalaskmine kile kavitatsiooni vältimiseks
Väljakutsed ja piirangud
Disainiväljakutsed
- Kavitatsioon: Õlifilm võib kaviteerida (moodustada aurumulle), vähendades efektiivset summutust
- Õhu allaneelamine: Sissetungiv õhk vähendab summutuse efektiivsust
- Sagedussõltuvus: Summutuse efektiivsus varieerub sõltuvalt vibratsioonisagedusest
- Mittelineaarne käitumine: Jõudlus muutub amplituudiga (suured liikumised võivad ületada kliirensit)
Operatiivsed väljakutsed
- Temperatuuritundlikkus: Õli viskoossuse muutused temperatuuriga mõjutavad summutust
- Puhtuse nõuded: Saastumine võib blokeerida veevarustuse või kahjustada pindu
- Naftavarustuse sõltuvus: Õlirõhu langus kõrvaldab summutuse
- Tihendi kulumine: Otsatihendid lagunevad aja jooksul, vähendades efektiivsust
Hooldusnõuded
- Jälgige õlivarustuse rõhku ja temperatuuri
- Kontrollige otsatihendeid perioodiliselt
- Kontrollige kapitaalremondi ajal õigeid vahekaugusi
- Kontrollige tsentreerimisvedru seisukorda
- Puhastage õlikanalid ja filtrid
Täiustatud disainid
Kolvirõnga amortisaatorid
- Kasutage O-rõngastihendite asemel kolvirõngaid
- Parema rõhujaotuse tagamiseks laske õlil lekkida
- Vähendage kavitatsiooni kalduvust
Avatud otsaga siibrid
- Otsatihendeid pole, õli voolab aksiaalselt
- Lihtsam disain, tihendi kulumisprobleeme pole
- Nõuab suuremat õlivoolukiirust
- Ühtlasemad summutusomadused
Integreeritud amortisaatorid
- Laagri tagakülje ja korpuse vahele on moodustunud summutuskile
- Eraldi summutikomponenti pole
- Kompaktne, kuid piiratud summutusvõime
Tõhusus ja tulemuslikkus
Vibratsiooni vähendamine
- Võib vähendada kriitilise kiiruse vibratsiooni 50-80% võrra
- Eriti efektiivne resonantsi kontrollimiseks
- Laiendab kriitilisi kiirusepiike (muudab need vähem teravaks)
- Võimaldab ohutumat läbimist kriitilistel kiirustel
Stabiilsuse suurendamine
- Suurendab lävikiirust ebastabiilsused
- Võib ära hoida õli keeris veeremlaagritega kasutamisel
- Lisab positiivset summutust destabiliseerivate jõudude neutraliseerimiseks
Kujundus- ja analüüsitööriistad
Nõuetekohase pigistuskile summuti konstruktsiooni jaoks on vaja:
- Rootori dünaamiline analüüs: Rootori-laagri-siibri süsteemi integreeritud modelleerimine
- Vedeliku kile analüüs: Reynoldsi võrrandi lahendused rõhujaotuse jaoks
- Mittelineaarne analüüs: Kavitatsiooni ja amplituudist sõltuva käitumise arvessevõtmine
- Termiline analüüs: Õli temperatuur ja soojuse hajumine
- Spetsialiseeritud tarkvara: Tööriistad nagu DyRoBeS, XLTRC sisaldavad SFD-mudeleid
Millal kasutada pigistavaid kile summuteid
Soovitatavad rakendused
- Kiired masinad: Töötamine kriitilise kiiruse lähedal või üle selle
- Veerelaagrite süsteemid: Summutuse lisamine kohtadesse, kus laagrid pakuvad minimaalset summutust
- Paindlikud rootorid: Töötab üle esimese kriitilise kiiruse
- Stabiilsusprobleemid: Kui rootori ebastabiilsus on ohus
- Mööduva vibratsiooni kontroll: Käivitus-/seiskamisvibratsiooni vähendamine
Ei ole soovitatav, kui
- Madal kiirus, kus summutus pole kriitilise tähtsusega
- Ruumipiirangud takistavad paigaldamist
- Õlivarustussüsteem pole saadaval või pole usaldusväärne
- Hooldusressursid piiratud (amortisaatorid vajavad õlisüsteemi hooldust)
- Lihtsamad lahendused (tasakaalustamine, joondamine) on piisavad
Pigistuskilega summutid on elegantne lahendus vibratsiooni kontrollimiseks kiiretel pöörlevatel masinatel. Pakkudes märkimisväärset summutust ilma jäikust lisamata, võimaldavad need töötada kriitilistel kiirustel, ennetavad hävitavaid ebastabiilsusi ja laiendavad pöörlevate seadmete töövahemikku, säilitades samal ajal kompaktse ja passiivse konstruktsiooni.
Kategooriad:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 