Сығымалаушы пленкалық амортизаторларын түсіну
A сығымалаушы пленкалық амортизатор (ПА) – пассивті damping ролатор машиналарында вибрациялық энергияны рассеялау және басу үшін қолданылатын құрылғы vibration амплитудалар — ең бәрінен бұрын аттау кезінде сындық жылдамдықтар. Ол қосма ағындағы сақина сазығында орналасқан тар сақина сазығында орындалған ынамды құрады. Ол мойын және оның бекітілген ротор вибрацилайты, іс-істеу сызығы сазығында генерирленеді және май пленкасын сығады; тұтқын қарсылығы энергияны рассейлеудің төменгісін белсендіреді және ротор жүйесінің қатығына мағынасы жоқ қосымша қатығын қоспасыз, булунды басады. Сығымалау пленкалық амортизаторлар ұшақ қозғалтқыштарында, өндірістік газ турбиналарында және өте жоғары жылдамдықтағы басқа машиналарында кездеседі, мұнда резонансты дөндіргі және бұрылуды болдырмау үшін қосымша демпфирлеу қажет ротор ауырлығы.
1. Физикалық әрекет істеу принципі
Сығу әрекеті
Unlike a журнал подшипник, оның май пленкасы статикалық радиалды жүктемені тасиды, сығу пленка төмпегі статикалық жүктемесі жоқ пленканы циклді сығу арқылы жұмыс істейді:
- Ротордың виброүшуі: теңгерілмеген немесе өзгесінше возбужденный ротор подшипникке салынатын осциллялайтын күштерді қолданады.
- Корпус қозғалуы: подшипник корпусы төмпек клиренсі ішінде радиалды түрде айналады немесе осциллялайды.
- Май пленкасын сығу: корпус ішке қозғалған сайын пленка сығылады; сыртқа қозғалған сайын пленка кеңейеді.
- Вязкое қарсылық: май аралықтан сығылып шығуға қарсы ақырын ғана сығындыда пайда болатын төмпегінің күшін туғызады.
- Энергияның шығындалуы: вибрациялық энергия майдағы жылыққа айнала отырып берілген ағын арқылы өткізіліп кетеді.
Қарсылық күш жалпы ығысу емес, жылдамдыққа ұштастығы болғандықтан төмпегі қарсы тұрады motion пружина сияқты әрекет етпей — төмпегіні қатты жағдайынан ажырататын анықтайтын белгі.
Журнал подшипникінен ғана өзгеше болуы
- Журнал подшипник: гидродинамикалық пленка қысымы арқылы статикалық және динамикалық жүктемелерді тасиды, құрғақтық және төмпегіліндіктің екеуін қосуға ықтимал.
- Сығу пленка төмпегі: ығысу ағынының минималды қатаңдығы бар дөндіргіш жасай отырып, тұрақты жүкті көтермейді.
- Combination: домалау элементі бар подшипник (жүкті көтеру үшін) плюс SFD (дөндіргіш беру үшін) көптеген жоғары жылдамдық конструкциялары үшін идеалды жұп болып табылады, өйткені домалау подшипниктері өздігінен дөндіргіш беспейді.
2. Конструкция және дизайн
Негіздік компоненттер
- Ішкі шымы (подшипник корпусы): домалау элементі бар подшипник корпусының сыртқы бетінің радиалды қозғалуға еркін.
- Сыртқы шымы (дөндіргіш корпусы): дәл цилиндрлік саңылау бар стационарлық корпус.
- Қоршамалауыш зазор: ішкі және сыртқы шымдар арасындағы радиалды ыңғайлылық, әдетте 0.1–0.5 мм.
- Oil supply: зазор кеңістігіне түскен ығысу ағынын басталған күйінде.
- End seals: O-сақаттары немесе ыңғайлы мөлтек уплотнения ағынын осьті түрде ұстайтын.
- Орталастыру элементтері: пружиналар немесе ұстап ұстайтын ерекшеліктер, олар асыра қозғалысты болдыртамайды және журналды өндіктіліктеді сақтайды.
Дизайн параметрлері
- Радиалды зазор (c): дөндіргіш коэффициентін орнатады — кішірек зазыр әлеуеттіліктіліке байланысты дөндіргіш береді.
- Length (L): дөндіргіштің осьті ұзындығы — ұзағы дөндіргіш береді.
- Diameter (D): бірге диаметрі дөндіргіш береді.
- Ығысу ағынын вязкостығы (µ): жоғары вязкость артық демпфирлеуді қамсыз етеді.
- End-seal type: осьтік мұнай ағынын және сондықтан тиімді демпфирлеуді реттейді.
3. Демпфирлеу коэффициенті
Сығу пленкалы демпфер арттыратын демпфирлеу күші, бірінші жуықтаудағы:
Fdamping = C × velocity, where the damping coefficient C ∝ (µ · D · L³) / c³.
Тазалықтағы текше тәуелділік – бұл негізгі факт: коэффициент 1/c³ сөз тиірегімен өзгереді, сондықтан тазалықты екіге азайту демпфирлеуді шамамен сегіз есе көбейтеді. Осындай шеткі сезімталық – екі жағы төрт пайдалы құрал: дизайнер үшін өндіктігін беріп, бірақ ол өндіктік төзімділіктер, термалық ұлғаю және траектория ысырлауының нақты өндіктігіне асыға әсер ететіндігін білдіреді. Оптималды пленка қалындығын таңдау сондықтан орталық дизайн шешімі болып табылады және ол ротордың болжамды mode shapes.
Центрлеу пружиналары
- Purpose: демпфер қозғалыс үлкен болғанда металл-металл түйісіме “түседі” алдын алу үшін.
- Қатаңдық таңдауы: демпфер қозғалуға және өзінің міндетін орындауға мүмкін құрайтындай жұмсақ, бірақ журналды ауырлықтың астында және статикалық жүк ығыстарында орталықты ұстап алуға жеткіліктей қатты.
- Common types: қысқас жарамдықсыз пружина (айналмалы сәуле элементтерінің сақинасы), ортасы пружиналар және еденеме элементтері.
Мұнай ығысуы және ағынуы
- Қысырып құйылған іске асыру, әдетте 1–5 бар, тазалықты толықтауға.
- Пленка туындайтын жылуды алуға жеткіліктеу ағыны.
- Мұнай су басуын және асыра қысу болуын болдырмау үшін дәл ағына.
- Ауа сыртын aleuhappy болуын болдырмау cavitation пленка ішінде.
4. Сығу пленкалы демпфердің артықшылықтары
- Қатаңдықсыз демпфирлеу қосады: энергия сарқылауын арттырады, ротордың критикалық жылдамдықтарын айтарлықтай өзгертпестен.
- Критикалық жылдамдық діріл амплитудасын азайтады: holds resonance амплитудалар қауіпсіз деңгейге түсіп қалады.
- Орнықсыздықтарды болдырмайды: helps suppress oil whirl, shaft whip және басқа өздігінен ынамдалған діріл.
- Беріліп отырған күшті оқшау etеді: іс жүргіннің құрылымына беріліп отырған діріл өтінімін қысады.
- Өтпелі процестерді сүйемелейді: іске қосу, сөндіру және жүктемені өзгерту кезінде дірілді төмендетеді.
- Қайта орнату мүмкіндігі: барлық ынамдалған машиналарға ірге қайта жобалаусыз қосуға болады.
- Пассивтік істеу: басқару жүйесіне немесе сыртқы қуатына қажет емес — тек майлау беруінің құралына ғана.
5. Қолданылуы
Aircraft gas turbines
- Қазіргі аэро-қозғалтқыштарында дерлік әмбіс.
- Спин-апта критикалық жылдамдық өткелінде дірілді басқарау үшін маңызды.
- Ырғақты элементтер болып табылатын подшипниктерді өте жоғары жылдамдықты қосымшаларында орындауға болатындай етеді.
- Ықшам, жеңіл дизайны — аэрокосмостық үшін шешімді ашық пайда.
Өндірістік газ турбиналары
- Ырғақты элементтер немесе аймақты-құрамдылық подшипниктері бойына қолданылады.
- Жиынты іске қосу және өшірулерінің кезінде дрібілеуді басқарыңыз.
- Қолдау құрылымына берілген дрібілеуді азайтыңыз.
Жоғары жылдамдықты компрессорлар
- Істеріктің өз берген демпфирлеуінен артық демпфирлеу қосыңыз.
- Жеңіл жүктеме кезінде ұстанды нарықтан сақтаңыз.
- Пайдалануға болатын операциялық диапазонды кеңейтіңіз.
Реставрациялық қосымша жұмыстар
- Өткөндеген дыбыс-дыбыстысы сыйсыз критикалық жылдамдыңды дрібілеуінен зардап шегетін ағымдағы машинаға орнатылған.
- Балансалау және төралау ғана дрібілеуді жеткілік төмендете алмаған кезде ем.
- Қымбатты ротор немесе істік қайта конструкциясының орнына.
6. Қиындықтар және шектеулер
Конструкциялық қиындықтар
- Cavitation: пленка қуыстау болуы мүмкін — буыр пұлымдары пайда болуы — бұл тиімді демпфирлеуді қоса береді.
- Air ingestion: ауырған ауа пленкасын жұмсартады және демпфирлеуді азайтады.
- Жиілік тәуелділігі: демпфирлеу тиімділігі дрібілеу жиілігіне байланысты өзгереді.
- Сызықтық емес ұйымдастыру: өндіріс амплитудасы арқылы ауысады және шекараны жақындаган өндіріс ең сызықтық емес болып табылады.
Операциялық қиындықтар
- Температураның сезімтальігі: май тығыздығы температура көтерілген сайын төмендейді, сорғылау қасиетін тікелей төмендетеді.
- Cleanliness: ластану жеткі өндіктігіне кедергі келтіруі немесе дәл беттерді бүлік айта алады.
- Май-жеткі өндіктігінің тәуелділігі: май қысымының жоғалуы сорғылау қасиетін толық жояды.
- Seal wear: соңы пломбалары уақыт өте келе ашыза түсіп, түйінді төмендетеді.
Ынамдау қажеттіліктері
- Май жеткі өндіктігінің қысымы мен температурасын бақылаңыз.
- Соңы пломбаларын мезгелі-мезгелімен тексеріңіз.
- Ағындарды бүтінікке жеткерген кезінде шектіліктерді растаңыз.
- Орталау пружиналарының жағдайын тексеріңіз.
- Май құбырларын және сүзгілерді тазалаңыз.
7. Озық Дизайндар
Поршень сақинасы сорғылары
- О-сақинасы пломбалары орнына поршень сақинасын пайдаланыңыз.
- Қысым үлестірімінің жақсарығына арналған бақылау салынған май ағынын рұқсат етіңіз.
- Кавитацияланғызу үрдісінің ынамдалығын төмендетіңіз.
Ашық ұшты сорғылар
- Соңы пломбалары жоқ — май аксиялық бағытта еркін ағыны.
- Пломба ашуы мәселесінсіз қарапайым дизайн.
- Жоғары май ағын қарқындығын талап етеді.
- Неғұрлым ұйғарлы, болжамдау қабілеттілігі жоғары демпфилеу ұсыну.
Интегралды демпфер
- Демпфилеу пленкасы тікелей подшипник артқа жағы мен оның корпусы арасында пайда болады.
- Бөлек демпфер құрамдас түйіні қажет емес.
- Ықшам, бірақ ұсына ала турлы демпфілеу дәрежесі шектеулі.
8. Тиімділік және өндіктіктігі
Вибрациялық күш төмендету
- Сыни жылдамдықтағы вибрацияны 50–80% қысқартуы мүмкін.
- Резонансты бақылау үшін ерекше тиімді.
- Сыни жылдамдық шыңын кеңейтіп, оны төмен ұстартады.
- Сыни жылдамдықтарынан сәтті, тыныш өтуді мүмкін кылады — виброграммада тегіс шыңы ретінде көрінеді Bode plot during run-up.
Тұрақтылық арттыру
- Баланысыздығының болуы басталатын (босату) жылдамдығын көтереді instabilities.
- Can prevent oil whirl нөлік элементтік подшипниктермен біріктіргенде.
- Тұрақсыздандырушы айқыс-ағынды күштерге қарсы әрекет ететін оң демпфілеу қосады.
9. Дизайн, талдау және далалық тексеру
Сығындыру пленкасы демпферіні дұрыс конструкциялау бүтін системаны ынамды өндіктіктен зерттеуді қажет етеді ротор-подшипник жүйесінің:
- Ротординамикалық талдау: ротор, подшипниктер және демпфер ынамдарын бірге ұйымдап реакциялы және тұрақтылығын болжау үшін.
- Сұйық пленка талдауы: Рейнольдс теңдеуінің шешімдері - пленкадағы қысым таралуы.
- Сызықтық емес талдау: кавитация және振幅-тәуелді өндіріс есепке алынады.
- Термалық талдау: май температурасының өсімі және жылу шығарылуы.
- Арнайтылған бағдарлама: роторды динамикасы пакеттері, мысалы DyRoBeS және XLTRC SFD модельдерін қамтиды.
Дизайн қандай жақсы болса да, оның нақты міндеті ölçülген вибрацияны рұқсат берілген шектер ішінде ұстап түру, ал бұл қағаз бойынша емес, жұмыс істейтін машинада расталады. Баланset-сияқты құрылымдағы екі арналы анализатор Балансет-1А бұл практикалық құрал: accelerometers құйлық ығындарында振幅 пен phase through a жүктеме немесе ынамдау, инженер салмақты және төмен ішінгі жиынтық шыршыны шыңы шынында қандай екенін бақылауына және роторы резонансыдан қауіпсіз өтетінін растауына мүмкіндік береді. Егер қалдықсыз unbalance резонансты тілеген болса, бір құрылым ресінде field-balance ротор — себебі ең жақсы демпер де оны сіңіруі тиіс күші алдымен азайтылғанда жақсырақ жұмыс істейді.
10. Қашан пайдалану — және қашан пайдаланбау
Ұсынылатын қолданбалар
- Жоғары жылдамдықтағы машиналар: критикалық жылдамдықтарының жуықта немесе одан жоғарысында жұмыс істейді.
- Орналасу элементтерінің құйлық жүйелері: мұндағы құйлықтар өздері аз сақтау пайдалануы.
- Икемді роторлар: бірінші сыни жылдамдықтан жоғары жүрісте.
- Тұрақтылық проблемалары: мұндағы ротор тұрақсыздығы нағыз қауіп болып табылатын жағдайлар.
- Өтпелі процестің басқарылуы: іске қосу және сөндіру кезіндегі дірілдеуді азайту.
Ұсынылмайтын жағдайлар
- Операция төмен жылдамдықта және демпфирлеу өте маңызды емес.
- Орындау үшін орны жеткіліксіз.
- Сенімді құрылмалау масло жүйесі қол жетімді емес.
- Техникалық ресурстары шектеулі — демпферлер масло жүйесін ұстап-қоршау қажеттіліктерін қосады.
- Қарапайым шаралар, мысалы, нақты теңгеру or alignment, міндетті түрде ғана жұмыс істейді.
Сығыла балты демпфер — тез айналатын машиналарда дірілдеуді басқарудың элегантты шешімі. Біршама демпфирлеу берсе де, барлық қатайлық қоспағандықтан, критикалық жылдамдықтар арасындағы қауіпсіз жұмысты қамтамасыз етеді, қирау құлы тұрақсыздықтарын басып, жұмыс диапазонын кеңейтеді — барлығы да компактты, пассивті пакетте орындалады, ол құрылмалауға масло жүйесінің таза, тұрақты жүргіздіктерін қояды.
