הבנת בולמי סרט סחיטה

מאזן נייד ומנתח רעידות Balanset-1A

חלקים

הגדרה: מהו בולם סרט סחיטה?

א בולם סרט לחיצה (SFD) הוא פסיבי ריסון מכשיר המשמש במכונות מסתובבות לפיזור אנרגיית ויברציה ובקרה רֶטֶט אמפליטודות, במיוחד ב מהירויות קריטיות. הבולם מורכב משכבה דקה של שמן הנמצאת בחלל מרווח טבעתי המקיף בית מיסב. כאשר המיסב (והמחובר רוטור) רוטט, בית המיסב מתנדנד בתוך מרווח הבולם, ולוחץ על שכבת השמן. ההתנגדות הצמיגה לתנועת לחיצה זו מפזרת אנרגיה, ומספקת ריכוך למערכת הרוטור מבלי להוסיף נוקשות משמעותית.

בולמי סרט לחיצה נמצאים בשימוש נרחב במנועי מטוסים, טורבינות גז תעשייתיות ומכונות מהירות אחרות שבהן נדרש ריכוך משופר כדי לשלוט ברעידות ולמנוע... אי יציבות הרוטור.

עקרון פעולה פיזיקלי

פעולת הסחיטה

שׁוֹנֶה מיסבי יומן כאשר שכבת שמן נושאת עומס רדיאלי קבוע, בולמי שכבת סחיטה פועלים באמצעות סחיטה מחזורית:

רטט הרוטור: רוטור לא מאוזן יוצר כוחות רוטטים על המיסב
תנועת דיור: בית המיסב מתנדנד בצורה רדיאלית בתוך מרווח הבולם
סחיטת סרט שמן: כאשר המארז נע פנימה, שכבת השמן נדחסת; כאשר היא נעה החוצה, שכבת השמן מתרחבת
עמידות צמיגות: שמן מתנגד לסחיטה החוצה, ויוצר כוח ריסון
פיזור אנרגיה: אנרגיית ויברציה המומרת לחום בשמן

ההבדל העיקרי ממיסבי ג'ורנל

מיסב יומן: נושא עומסים סטטיים ודינמיים באמצעות לחץ שכבת שמן; הן נוקשות והן ריסון
סחיטת סרט בולם: מספק רק שיכוך, קשיחות מינימלית; אינו נושא עומסים קבועים
קוֹמבִּינַצִיָה: מיסב גלגלים (נושא עומס) + SFD (מספק בולם זעזועים) = מערכת אופטימלית עבור יישומים מסוימים

בנייה ועיצוב

רכיבים בסיסיים

מסילה פנימית (בית מיסב): המשטח החיצוני של בית מיסב הגלגל, חופשי לנוע רדיאלית
צינור חיצוני (בית בולם): בית נייח עם קדח גלילי מדויק
מרווח טבעתי: פער רדיאלי בין הגלגלים הפנימיים והחיצוניים (בדרך כלל 0.1-0.5 מ"מ)
אספקת נפט: שמן בלחץ המוזן לחלל המרווח
אטמי קצה: טבעות O או אטמים אחרים כדי להכיל שמן בצורה צירית
אלמנטים מרכזיים: קפיצים או מאפייני שמירה למניעת תנועה מוגזמת

פרמטרים עיצוביים

מרווח רדיאלי (c): קובע את מקדם הריסון (קטן יותר = ריסון רב יותר)
אורך (L): אורך צירי של בולם (ארוך יותר = יותר בולם)
קוטר (D): קוטר בולם (גדול יותר = יותר בולם)
צמיגות שמן (µ): צמיגות גבוהה יותר = ריסון רב יותר
סוג אטם קצה: משפיע על דליפת שמן ובלימת שיכוך יעילה

יתרונות של בולמי סרט סחיטה

מוסיף שיכוך ללא נוקשות: מגביר את פיזור האנרגיה מבלי להעלות משמעותית את המהירויות הקריטיות
מפחית רעידות מהירות קריטית: מגביל את אמפליטודות התהודה לרמות בטוחות
מונע חוסר יציבות: מסייע במניעת מערבולת שמן, שוט פיר, ורעידות אחרות שמעוררות את עצמן
מבודד כוחות מועברים: מפחית רעידות המועברות ליסודות
מתאים לאירועים חולפים: מסייע בשליטה על רעידות במהלך הפעלה, כיבוי ושינויי עומס
יכולת שיפוץ: ניתן להוסיף למכונות קיימות ללא צורך בתכנון מחדש משמעותי
פעולה פסיבית: אין צורך במערכת בקרה או בחשמל

יישומים

טורבינות גז למטוסים

כמעט אוניברסלי במנועי מטוסים מודרניים
חיוני לשליטה ברעידות במהלך מעברי מהירות קריטיים
מאפשר שימוש במיסבי אלמנטים מתגלגלים ביישומים במהירות גבוהה
עיצוב קומפקטי וקל משקל, קריטי לתעופה וחלל

טורבינות גז תעשייתיות

משמש בשילוב עם אלמנט מתגלגל או מיסבי רפידות הטיה
שולט ברעידות במהלך הפעלה וכיבוי
מפחית רעידות המועברות למבנה התמיכה

מדחסים במהירות גבוהה

מספק ריסון נוסף מעבר לריכוך המיסב
מונע חוסר יציבות בתנאים של עומס קל
מאפשר טווח פעולה רחב יותר

יישומי שיפוץ

נוסף למכונות קיימות עם רעידות מהירות קריטיות מוגזמות
פתרון כאשר איזון ויישור אינם מפחיתים כראוי את הרטט
אלטרנטיבה לעיצוב מחדש גדול של הרוטור או המיסב

שיקולי עיצוב

חישוב מקדם ריסון

כוח הריסון שמספק בולם סרט סחיטה הוא בקירוב:

פ_ריסון = C × מהירות
כאשר מקדם הריסון C ∝ (µ × D × L³) / c³
רגישות גבוהה למרווח (c): חציית המרווח מגדילה את הבלימת פי 8
תכנון ריכוך אופטימלי דורש בחירת פרמטרים זהירה

קפיצים מרכזיים

מַטָרָה: מניעת מגע מתכת-במתכת של הבולם ("התמוטטות תחתית")
בחירת קשיחות: חייב להיות רך מספיק כדי לאפשר תנועת בולם זעזועים אך נוקשה מספיק כדי להתרכז
סוגים נפוצים: כלוב סנאי (חוטים היקפיים מרובים), קפיצי סליל, אלמנטים אלסטומריים

אספקת וניקוז נפט

אספקת שמן בלחץ לשמירה על שכבת הפילם (בדרך כלל 1-5 בר)
קצב זרימה מספק להסרת החום שנוצר
ניקוז נכון למניעת הצפות נפט
אוורור למניעת קוויטציה בסרט

אתגרים ומגבלות

אתגרי עיצוב

קוויטציה: שכבת שמן יכולה להתפתח (ליצור בועות אדים), מה שמפחית את יעילות הריסון.
בליעה באוויר: אוויר סוחף מפחית את יעילות הריסון
תלות תדר: יעילות הריסון משתנה עם תדירות הרטט
התנהגות לא לינארית: שינויי ביצועים עם משרעת (תנועות גדולות עשויות לחרוג מהמרווח)

אתגרים תפעוליים

רגישות לטמפרטורה: שינויי צמיגות שמן עם הטמפרטורה משפיעים על שיכוך
דרישות ניקיון: זיהום עלול לחסום את האספקה או לגרום נזק למשטחים
תלות באספקת נפט: אובדן לחץ שמן מבטל את השיכוך
שחיקת אטמים: אטמי הקצה מתכלים עם הזמן, ומפחיתים את היעילות

דרישות תחזוקה

ניטור לחץ וטמפרטורת אספקת השמן
בדקו את אטמי הקצה מעת לעת
ודא מרווחים תקינים במהלך שיפוץ
בדוק את מצב קפיץ המרכוז
ניקוי מעברי שמן ומסננים

עיצובים מתקדמים

בולמי טבעות בוכנה

השתמשו בטבעות בוכנה במקום באטמי O-ring
יש לאפשר דליפת שמן מסוימת לפיזור לחץ טוב יותר
להפחית את הנטייה לקוויטציה

בולמי זעזועים פתוחים

אין אטמי קצה, שמן זורם בצורה צירית
עיצוב פשוט יותר, ללא בעיות שחיקה של אטמים
דורשים קצבי זרימת שמן גבוהים יותר
מאפייני ריסון עקביים יותר

בולמי זעזועים אינטגרליים

סרט בולם שנוצר בין גב המיסב לבין בית המיסב
אין רכיב נפרד של בולם זעזועים
יכולת שיכוך קומפקטית אך מוגבלת

יעילות וביצועים

Vibration Reduction

יכול להפחית את רעידות המהירות הקריטיות ב-50-80%
יעיל במיוחד לשליטה בתהודה
מרחיב את שיאי המהירות הקריטיים (הופך אותם לפחות חדים)
מאפשר מעבר בטוח יותר במהירויות קריטיות

שיפור יציבות

מגביר את מהירות הסף עבור אי יציבות
יכול למנוע מערבולת שמן כאשר משתמשים בו עם מיסבי אלמנטים מתגלגלים
מוסיף ריסון חיובי כדי לנטרל כוחות חוסר יציבות

כלי עיצוב וניתוח

תכנון נכון של בולם סרט לחיצה דורש:

ניתוח דינמי של הרוטור: מידול משולב של מערכת רוטור-מיסב-בולם
ניתוח שכבת נוזלים: פתרונות משוואת ריינולדס להתפלגות לחץ
ניתוח לא ליניארי: התחשבות בקביטציה, התנהגות תלוית אמפליטודה
ניתוח תרמי: טמפרטורת שמן ופיזור חום
תוכנה ייעודית: כלים כמו DyRoBeS, XLTRC כוללים מודלים של SFD

מתי להשתמש בבולמי סרט סחיטה

יישומים מומלצים

מכונות במהירות גבוהה: פעולה קרובה או מעל מהירויות קריטיות
מערכות מיסבים מתגלגלות: הוספת שיכוך במקומות בהם מיסבים מספקים שיכוך מינימלי
רוטורים גמישים: פעולה מעל המהירות הקריטית הראשונה
בעיות יציבות: כאשר חוסר יציבות הרוטור מהווה סיכון
בקרת רעידות חולפות: הפחתת רעידות הפעלה/כיבוי

לא מומלץ כאשר

פעולה במהירות נמוכה כאשר הבלימת שיכוך אינה קריטית
מגבלות מקום מונעות התקנה
מערכת אספקת נפט אינה זמינה או אמינה
משאבי תחזוקה מוגבלים (בולמי זעזועים דורשים תחזוקת מערכת שמן)
פתרונות פשוטים יותר (איזון, יישור) מספקים

בולמי סרט לחיצה מייצגים פתרון אלגנטי לבקרת רעידות במכונות מסתובבות במהירות גבוהה. על ידי מתן ריכוך משמעותי מבלי להוסיף נוקשות, הם מאפשרים פעולה במהירויות קריטיות, מונעים אי יציבות הרסנית ומרחיבים את טווח הפעולה של ציוד מסתובב תוך שמירה על עיצובים קומפקטיים ופסיביים.

← חזרה לאינדקס הראשי

מהו בולם סרט סחיטה? מכשיר לבקרת רעידות

פורסם על ידי admin ב-אוקטובר 28, 2025 אוקטובר 28, 2025