შეკუმშვის ფირის დემპფერების გაგება
განმარტება: რა არის შეკუმშვის ფირის დემპფერი?
ა შეკუმშვის ფირის დემპფერენტი (SFD) პასიურია ამორტიზაცია მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება მბრუნავ მექანიზმებში ვიბრაციული ენერგიის გასაფანტად და სამართავად ვიბრაცია ამპლიტუდები, განსაკუთრებით კრიტიკული სიჩქარეები. დემპფერი შედგება ზეთის თხელი ფენისგან, რომელიც მოთავსებულია საკისრის კორპუსის გარშემო არსებულ რგოლურ კლირენსში. როდესაც საკისარი (და მიმაგრებულია) როტორი) ვიბრირებს, საკისრის კორპუსი ირყევა დემპფერის კლირენსში, რაც იკუმშება ზეთის აპკს. ამ შეკუმშვის მოძრაობის მიმართ ბლანტი წინააღმდეგობა ფანტავს ენერგიას, რაც უზრუნველყოფს როტორის სისტემის დემპფერაციას მნიშვნელოვანი სიმტკიცის დამატების გარეშე.
შეკუმშვის აპკის დემპფერები ფართოდ გამოიყენება თვითმფრინავის ძრავებში, სამრეწველო გაზის ტურბინებსა და სხვა მაღალსიჩქარიან დანადგარებში, სადაც საჭიროა გაძლიერებული დემპფერაცია ვიბრაციის კონტროლისა და თავიდან ასაცილებლად. როტორის არასტაბილურობა.
ფიზიკური მოქმედების პრინციპი
შეკუმშვის მოქმედება
განსხვავებით ჟურნალის საკისრები სადაც ზეთის აპკი მუდმივ რადიალურ დატვირთვას ატარებს, შეკუმშვის აპკის დემპფერები ციკლური შეკუმშვის გზით მუშაობენ:
- როტორის ვიბრაცია: დაუბალანსებელი როტორი ქმნის ვიბრაციულ ძალებს საკისრზე
- საცხოვრებლის საკითხის განხილვა: საკისრის კორპუსი რადიალურად ირხევა ამორტიზატორის კლირენსში
- ზეთის ფირის შეკუმშვა: კორპუსის შიგნით გადაადგილებისას, ზეთის აპკი იკუმშება; გარეთ გადაადგილებისას, აპკი ფართოვდება.
- სიბლანტის წინააღმდეგობა: ზეთი ეწინააღმდეგება გამოწურვას, რაც ქმნის დემპფერულ ძალას
- ენერგიის გაფრქვევა: ზეთში სითბოდ გარდაქმნილი ვიბრაციული ენერგია
ძირითადი განსხვავება ჟურნალის საკისრებისგან
- ჟურნალის საკისარი: ზეთის ფენის წნევის მეშვეობით იტანს სტატიკურ და დინამიურ დატვირთვებს; როგორც სიმტკიცეს, ასევე ამორტიზაციას.
- შეკუმშვის ფირის დემპფერი: უზრუნველყოფს მხოლოდ ამორტიზაციას, მინიმალურ სიმყარეს; არ უძლებს მუდმივ დატვირთვას
- კომბინაცია: მოძრავი ელემენტის საკისარი (იტვირთება) + SFD (უზრუნველყოფს ამორტიზაციას) = ოპტიმალური სისტემა ზოგიერთი გამოყენებისთვის
მშენებლობა და დიზაინი
ძირითადი კომპონენტები
- შიდა რბოლა (საკისრის კორპუსი): მოძრავი ელემენტის საკისრის კორპუსის გარე ზედაპირი, თავისუფლად მოძრაობს რადიალურად
- გარე რგოლი (ამორტიზატორის კორპუსი): სტაციონარული კორპუსი ზუსტი ცილინდრული ხვრელით
- რგოლური კლირენსი: რადიალური უფსკრული შიდა და გარე რგოლებს შორის (როგორც წესი, 0.1-0.5 მმ)
- ნავთობის მიწოდება: წნევის ქვეშ მყოფი ზეთი მიეწოდება კლირენსის სივრცეს
- ბოლოების დალუქვა: O-რგოლები ან სხვა დალუქვები ზეთის ღერძულად შესანახად
- ცენტრირების ელემენტები: ზამბარები ან შემაკავებელი ელემენტები ზედმეტი მოძრაობის თავიდან ასაცილებლად
დიზაინის პარამეტრები
- რადიალური კლირენსი (გ): განსაზღვრავს დემპინგის კოეფიციენტს (უფრო პატარა = მეტი დემპინგი)
- სიგრძე (L): ამორტიზატორის ღერძული სიგრძე (უფრო გრძელი = მეტი ამორტიზაცია)
- დიამეტრი (D): ამორტიზატორის დიამეტრი (უფრო დიდი = მეტი ამორტიზაცია)
- ზეთის სიბლანტე (µ): მაღალი სიბლანტე = მეტი დემპინგი
- ბოლო დალუქვის ტიპი: გავლენას ახდენს ზეთის გაჟონვაზე და ეფექტურ დემპფერაციაზე
შეკუმშვის ფირის დემპფერების უპირატესობები
- ზრდის ამორტიზაციას სიმყარის გარეშე: ზრდის ენერგიის გაფრქვევას კრიტიკული სიჩქარის მნიშვნელოვნად გაზრდის გარეშე
- ამცირებს კრიტიკული სიჩქარის ვიბრაციას: რეზონანსული ამპლიტუდების უსაფრთხო დონემდე შეზღუდვა
- არასტაბილურობის პრევენცია: ხელს უწყობს პრევენციას ზეთის მორევი, ლილვის შოლტი, და სხვა თვითაღგზნებული ვიბრაციები
- იზოლატები გადაცემული ძალები: ამცირებს საძირკველზე გადაცემულ ვიბრაციას
- გარდამავალ პირებს მოერგება: ხელს უწყობს ვიბრაციის კონტროლს ჩართვის, გამორთვის და დატვირთვის ცვლილების დროს
- რეტროფიტის შესაძლებლობა: შეიძლება დაემატოს არსებულ მანქანებს ძირითადი რედიზაინის გარეშე
- პასიური ოპერაცია: არ საჭიროებს მართვის სისტემას ან ენერგიას
აპლიკაციები
თვითმფრინავის გაზის ტურბინები
- თითქმის უნივერსალურია თანამედროვე თვითმფრინავის ძრავებში
- აუცილებელია ვიბრაციის კონტროლისთვის კრიტიკული სიჩქარის გადასვლების დროს
- საშუალებას იძლევა მოძრავი ელემენტის საკისრების გამოყენების მაღალსიჩქარიან აპლიკაციებში
- კომპაქტური, მსუბუქი დიზაინი კრიტიკულად მნიშვნელოვანია აერონავტიკისთვის
სამრეწველო გაზის ტურბინები
- გამოიყენება მოძრავ ელემენტთან ან დახრილი ბალიშის საკისრებთან კომბინაციაში
- აკონტროლებს ვიბრაციას ჩართვისა და გამორთვის დროს
- ამცირებს საყრდენ სტრუქტურაზე გადაცემულ ვიბრაციას
მაღალსიჩქარიანი კომპრესორები
- უზრუნველყოფს დამატებით ამორტიზაციას საკისრების ამორტიზაციის გარდა
- ხელს უშლის არასტაბილურობას მსუბუქი დატვირთვის პირობებში
- უფრო ფართო მოქმედების დიაპაზონს იძლევა
რეტროფიტის აპლიკაციები
- დაემატა არსებულ მანქანა-დანადგარებს, რომლებსაც აქვთ გადაჭარბებული კრიტიკული სიჩქარის ვიბრაცია.
- გამოსავალი, როდესაც დაბალანსება და გასწორება საკმარისად არ ამცირებს ვიბრაციას
- ძირითადი როტორის ან საკისრების რედიზაინის ალტერნატივა
დიზაინის მოსაზრებები
დემპინგის კოეფიციენტის გაანგარიშება
შეკუმშვის ფირის დემპფერაციის მიერ უზრუნველყოფილი დემპფერაციის ძალა დაახლოებით შემდეგია:
- ფამორტიზაცია = C × სიჩქარე
- სადაც დემპინგის კოეფიციენტი C ∝ (µ × D × L³) / c³
- მაღალი მგრძნობელობა კლირენსის მიმართ (c): კლირენსის განახევრება ზრდის ამორტიზაციას 8-ჯერ
- ოპტიმალური ამორტიზაციის დიზაინი მოითხოვს პარამეტრების ფრთხილად შერჩევას
ცენტრირების ზამბარები
- მიზანი: დემპფერის “ძირიდან ამოვარდნის” თავიდან აცილება (ლითონ-ლითონთან კონტაქტი)
- სიმტკიცის შერჩევა: საკმარისად რბილი უნდა იყოს ამორტიზატორის მოძრაობისთვის, მაგრამ საკმარისად მყარი უნდა იყოს ცენტრირებისთვის.
- გავრცელებული ტიპები: ციყვის გალია (მრავალი წრიული მავთული), სპირალური ზამბარები, ელასტომერული ელემენტები
ნავთობმომარაგება და დრენაჟი
- წნევით ზეთის მიწოდება ფირის შესანარჩუნებლად (როგორც წესი, 1-5 ბარი)
- საკმარისი ნაკადის სიჩქარე წარმოქმნილი სითბოს მოსაშორებლად
- სათანადო დრენაჟი ნავთობის დატბორვის თავიდან ასაცილებლად
- ჰაერის ვენტილაცია ფილმში კავიტაციის თავიდან ასაცილებლად
გამოწვევები და შეზღუდვები
დიზაინის გამოწვევები
- კავიტაცია: ზეთის აპკს შეუძლია კავიტაცია (ორთქლის ბუშტების წარმოქმნა), რაც ამცირებს ეფექტურ დემპფინგს.
- ჰაერის შესუნთქვა: შეწოვილი ჰაერი ამცირებს დემპინგის ეფექტურობას
- სიხშირის დამოკიდებულება: დემპინგის ეფექტურობა ვიბრაციის სიხშირის მიხედვით იცვლება
- არაწრფივი ქცევა: შესრულება იცვლება ამპლიტუდასთან ერთად (დიდი მოძრაობები შეიძლება აღემატებოდეს კლირენსს)
ოპერაციული გამოწვევები
- ტემპერატურის მგრძნობელობა: ზეთის სიბლანტის ცვლილება ტემპერატურასთან ერთად გავლენას ახდენს დემპფერაციაზე
- სისუფთავის მოთხოვნები: დაბინძურებამ შეიძლება დაბლოკოს მიწოდება ან დააზიანოს ზედაპირები
- ნავთობის მიწოდებაზე დამოკიდებულება: ზეთის წნევის დაქვეითება გამორიცხავს დემპფინგს
- ბეჭდის ცვეთა: ბოლოების დალუქვის საშუალებები დროთა განმავლობაში ცვდება, რაც ამცირებს ეფექტურობას.
ტექნიკური მომსახურების მოთხოვნები
- აკონტროლეთ ზეთის მიწოდების წნევა და ტემპერატურა
- პერიოდულად შეამოწმეთ ბოლოების საკეტები
- შეამოწმეთ სათანადო უფსკრული კაპიტალური რემონტის დროს
- შეამოწმეთ ცენტრირების ზამბარის მდგომარეობა
- ზეთის გასასვლელებისა და ფილტრების გაწმენდა
მოწინავე დიზაინები
დგუშის რგოლის ამორტიზატორები
- O-რგოლის დალუქვის ნაცვლად გამოიყენეთ დგუშის რგოლები
- წნევის უკეთესი განაწილებისთვის დაუშვით ზეთის გაჟონვა
- კავიტაციის ტენდენციის შემცირება
ღია ამორტიზატორები
- ბოლოების დალუქვა არ არის, ზეთი ღერძულად მიედინება
- უფრო მარტივი დიზაინი, დალუქვის ცვეთის პრობლემების არარსებობა
- საჭიროა ზეთის უფრო მაღალი ნაკადის სიჩქარე
- უფრო თანმიმდევრული დემპინგის მახასიათებლები
ინტეგრალური დემპფერები
- საკისრის უკანა მხარესა და კორპუსს შორის წარმოქმნილი დემპფერაციული ფენა
- ცალკე ამორტიზატორის კომპონენტი არ არსებობს
- კომპაქტური, მაგრამ შეზღუდული ამორტიზაციის შესაძლებლობა
ეფექტურობა და შესრულება
Vibration Reduction
- შეუძლია კრიტიკული სიჩქარის ვიბრაციის შემცირება 50-80%-ით
- განსაკუთრებით ეფექტურია რეზონანსის კონტროლისთვის
- აფართოებს კრიტიკულ სიჩქარის პიკებს (ამცირებს მათ სიმკვეთრეს)
- უზრუნველყოფს უფრო უსაფრთხო გადაადგილებას კრიტიკული სიჩქარით
სტაბილურობის გაუმჯობესება
- ზრდის ზღურბლის სიჩქარეს არასტაბილურობა
- შეუძლია თავიდან აცილება ზეთის მორევი როდესაც გამოიყენება მოძრავი ელემენტის საკისრებთან ერთად
- დესტაბილიზაციის ძალების გასანეიტრალებლად დადებით დემპფერაციას ამატებს
დიზაინისა და ანალიზის ინსტრუმენტები
შეკუმშვის ფირის დემპფერენტის სწორი დიზაინი მოითხოვს:
- როტორის დინამიური ანალიზი: როტორი-საკისარი-დემპერის სისტემის ინტეგრირებული მოდელირება
- სითხის აპკის ანალიზი: წნევის განაწილების რეინოლდსის განტოლების ამონახსნები
- არაწრფივი ანალიზი: კავიტაციის, ამპლიტუდაზე დამოკიდებული ქცევის გათვალისწინება
- თერმული ანალიზი: ზეთის ტემპერატურა და სითბოს გაფრქვევა
- სპეციალიზებული პროგრამული უზრუნველყოფა: ისეთი ინსტრუმენტები, როგორიცაა DyRoBeS, XLTRC, მოიცავს SFD მოდელებს
როდის გამოვიყენოთ შეკუმშვის ფირის დემპფერები
რეკომენდებული აპლიკაციები
- მაღალსიჩქარიანი მანქანები: კრიტიკულ სიჩქარესთან ახლოს ან მასზე მეტი სიჩქარით მუშაობა
- მოძრავი ელემენტების საკისრების სისტემები: ამორტიზაციის დამატება იქ, სადაც საკისრები მინიმალურ ამორტიზაციას უზრუნველყოფს
- მოქნილი როტორები: პირველი კრიტიკული სიჩქარის ზემოთ მუშაობა
- სტაბილურობის პრობლემები: როდესაც როტორის არასტაბილურობა რისკის ქვეშაა
- გარდამავალი ვიბრაციის კონტროლი: ჩართვის/გამორთვის ვიბრაციის შემცირება
არ არის რეკომენდებული, როდესაც
- დაბალი სიჩქარით მუშაობა, სადაც ამორტიზაცია კრიტიკული არ არის
- სივრცის შეზღუდვები ხელს უშლის ინსტალაციას
- ნავთობის მიწოდების სისტემა არ არის ხელმისაწვდომი ან საიმედო
- ტექნიკური მომსახურების რესურსები შეზღუდულია (დემპფერები საჭიროებენ ზეთის სისტემის მომსახურებას)
- უფრო მარტივი გადაწყვეტილებები (ბალანსირება, გასწორება) საკმარისია
შეკუმშვის აპკის დემპფერები წარმოადგენს მაღალსიჩქარიან მბრუნავ მექანიზმებში ვიბრაციის კონტროლის ელეგანტურ გადაწყვეტას. მნიშვნელოვანი დემპფერაციის უზრუნველყოფით სიხისტის დამატების გარეშე, ისინი უზრუნველყოფენ მუშაობას კრიტიკული სიჩქარით, ხელს უშლიან დესტრუქციულ არასტაბილურობას და აფართოებენ მბრუნავი აღჭურვილობის მუშაობის დიაპაზონს კომპაქტური, პასიური დიზაინის შენარჩუნებით.