스퀴즈 필름 댐퍼 이해하기

디바이스

정의: 스퀴즈 필름 댐퍼란 무엇입니까?

A 스퀴즈 필름 댐퍼 (SFD)는 수동형입니다 제동 회전 기계에서 진동 에너지를 소산하고 제어하는 데 사용되는 장치 진동 진폭, 특히 임계 속도. 댐퍼는 베어링 하우징을 둘러싼 환형 간극 공간에 포함된 얇은 오일 필름으로 구성됩니다. 베어링(및 부착된 로터)가 진동하면 베어링 하우징이 댐퍼 간극 내에서 진동하여 오일 필름을 압축합니다. 이 압축 운동에 대한 점성 저항은 에너지를 소산시켜 로터 시스템에 큰 강성을 추가하지 않고도 댐핑 효과를 제공합니다.

압착 필름 댐퍼는 진동을 제어하고 방지하기 위해 향상된 댐핑이 필요한 항공기 엔진, 산업용 가스터빈 및 기타 고속 기계에 널리 사용됩니다. 로터 불안정성.

물리적 작동 원리

압착 동작

같지 않은 저널 베어링 오일 필름이 일정한 방사형 하중을 지탱하는 경우, 압착 필름 댐퍼는 순환 압착을 통해 작동합니다.

로터 진동: 불균형한 로터는 베어링에 진동력을 생성합니다.
주택 모션: 베어링 하우징은 댐퍼 클리어런스 내에서 방사형으로 진동합니다.
오일 필름 압착: 하우징이 안쪽으로 이동함에 따라 오일 필름이 압축되고 바깥쪽으로 이동함에 따라 필름이 확장됩니다.
점성 저항: 오일은 압착을 거부하여 감쇠력을 생성합니다.
에너지 소실: 오일에서 열로 변환된 진동 에너지

저널 베어링과의 주요 차이점

저널 베어링: 오일 필름 압력을 통해 정적 및 동적 하중을 전달합니다. 강성과 감쇠 모두
필름 댐퍼 압착: 댐핑만 제공하고 강성은 최소화합니다. 안정적인 하중을 지지하지 않습니다.
콤비네이션: 롤링 요소 베어링(하중 지지) + SFD(감쇠 제공) = 일부 응용 분야에 최적의 시스템

건설 및 설계

기본 구성 요소

내부 레이스(베어링 하우징): 롤링 요소 베어링 하우징의 외부 표면은 방사형으로 자유롭게 움직일 수 있습니다.
아우터 레이스(댐퍼 하우징): 정밀한 원통형 보어가 있는 고정형 하우징
환형 여유 공간: 내륜과 외륜 사이의 방사형 간격(일반적으로 0.1-0.5mm)
석유 공급: 여유 공간에 가압 오일 공급
엔드 씰: 축 방향으로 오일을 담기 위한 O-링 또는 기타 씰
중심 요소: 과도한 움직임을 방지하기 위한 스프링 또는 고정 기능

설계 매개변수

반경방향 여유공간(c): 감쇠 계수를 결정합니다(작을수록 감쇠가 커짐)
길이(L): 댐퍼의 축 길이(길수록 감쇠력 증가)
직경(D): 댐퍼 직경(더 클수록 감쇠력이 더 강함)
오일 점도(µ): 점도가 높을수록 감쇠력이 더 강함
엔드 씰 유형: 오일 누출 및 효과적인 감쇠에 영향을 미칩니다.

스퀴즈 필름 댐퍼의 장점

강성 없이 감쇠력을 추가합니다. 임계 속도를 크게 높이지 않고 에너지 소실을 증가시킵니다.
임계 속도 진동을 줄입니다. 공진 진폭을 안전 수준으로 제한합니다.
불안정성을 방지합니다: 예방에 도움이 됩니다 오일 소용돌이, 샤프트 휩, 및 기타 자기 여기 진동
전달되는 힘을 분리합니다: 기초에 전달되는 진동을 줄입니다.
일시 거주자 수용: 시동, 종료 및 부하 변경 시 진동을 제어하는 데 도움이 됩니다.
개조 기능: 대대적인 재설계 없이 기존 장비에 추가 가능
수동 작동: 제어 시스템이나 전원이 필요하지 않습니다

응용 프로그램

항공기 가스터빈

현대 항공기 엔진에서는 거의 보편적입니다.
임계 속도 통과 중 진동 제어에 필수
고속 응용 분야에서 롤링 요소 베어링을 사용할 수 있습니다.
항공우주에 필수적인 소형, 경량 디자인

산업용 가스터빈

롤링 요소 또는 틸팅 패드 베어링과 함께 사용
시동 및 종료 시 진동을 제어합니다.
지지 구조에 전달되는 진동을 줄입니다.

고속 압축기

베어링 감쇠 외에 추가 감쇠를 제공합니다.
가벼운 하중 조건에서 불안정성을 방지합니다.
더 넓은 작동 범위를 허용합니다

개조 응용 프로그램

과도한 임계 속도 진동이 있는 기존 기계에 추가됨
균형 및 정렬이 진동을 적절히 감소시키지 못할 때의 솔루션
주요 로터 또는 베어링 재설계에 대한 대안

디자인 고려 사항

감쇠 계수 계산

스퀴즈 필름 댐퍼가 제공하는 감쇠력은 대략 다음과 같습니다.

에프_제동 = C × 속도
여기서 감쇠 계수 C ∝ (µ × D × L³) / c³
클리어런스에 매우 민감함(c): 클리어런스를 절반으로 줄이면 감쇠가 8배 증가합니다.
최적의 감쇠를 설계하려면 신중한 매개변수 선택이 필요합니다.

센터링 스프링

목적: 댐퍼가 "바닥으로 떨어지는"(금속과 금속의 접촉) 현상을 방지합니다.
강성 선택: 댐퍼의 움직임을 허용할 만큼 부드러워야 하지만 중앙에 위치할 만큼 단단해야 합니다.
일반적인 유형: 다람쥐 케이지(다중 원주형 와이어), 코일 스프링, 탄성체 요소

석유 공급 및 배수

필름을 유지하기 위한 가압 오일 공급(일반적으로 1~5bar)
생성된 열을 제거하기 위한 적절한 유량
오일 범람을 방지하기 위한 적절한 배수
필름 내 캐비테이션을 방지하기 위한 공기 배출

과제와 한계

디자인 과제

캐비테이션: 오일 필름은 캐비테이션(증기 거품 형성)을 일으켜 효과적인 감쇠를 감소시킬 수 있습니다.
공기 섭취: 유입된 공기는 감쇠 효과를 감소시킵니다.
주파수 의존성: 감쇠 효과는 진동 주파수에 따라 달라집니다.
비선형 동작: 진폭에 따라 성능이 변경됩니다(큰 동작은 클리어런스를 초과할 수 있음)

운영상의 과제

온도 감도: 온도에 따른 오일 점도 변화로 댐핑에 영향
청결 요구 사항: 오염으로 인해 공급이 차단되거나 표면이 손상될 수 있습니다.
석유 공급 의존도: 오일 압력 손실로 댐핑이 사라짐
씰 마모: 엔드 씰은 시간이 지남에 따라 저하되어 효과가 감소합니다.

유지 관리 요구 사항

오일 공급 압력 및 온도 모니터링
엔드 씰을 주기적으로 검사하세요
오버홀 중 적절한 간격을 확인하세요
센터링 스프링 상태를 확인하세요
오일 통로와 필터를 청소하세요

고급 디자인

피스톤 링 댐퍼

O-링 씰 대신 피스톤 링을 사용하세요
더 나은 압력 분포를 위해 약간의 오일 누출을 허용하세요.
캐비테이션 경향 감소

개방형 댐퍼

엔드 씰 없음, 오일은 축 방향으로 흐릅니다.
더 간단한 설계, 씰 마모 문제 없음
더 높은 오일 유량이 필요합니다
더욱 일관된 감쇠 특성

일체형 댐퍼

베어링 백과 하우징 사이에 댐핑 필름이 형성됨
별도의 댐퍼 구성 요소가 없습니다
작지만 제한된 감쇠 성능

효과와 성과

진동 감소

50-80%로 임계 속도 진동을 줄일 수 있습니다.
특히 공진 제어에 효과적입니다.
임계 속도 피크를 넓힙니다(덜 날카롭게 만듭니다)
중요한 속도에서도 더 안전하게 통과할 수 있습니다.

안정성 향상

임계값 속도를 증가시킵니다. 불안정성
예방할 수 있습니다 오일 소용돌이 롤링 요소 베어링과 함께 사용할 경우
불안정화하는 힘을 상쇄하기 위해 긍정적인 감쇠를 추가합니다.

설계 및 분석 도구

적절한 압착 필름 댐퍼 설계에는 다음이 필요합니다.

로터 동역학 분석: 로터-베어링-댐퍼 시스템의 통합 모델링
유체 필름 분석: 압력 분포에 대한 레이놀즈 방정식 솔루션
비선형 분석: 캐비테이션, 진폭에 따른 동작을 고려합니다.
열 분석: 오일 온도 및 열 방출
전문 소프트웨어: DyRoBeS, XLTRC와 같은 도구에는 SFD 모델이 포함됩니다.

스퀴즈 필름 댐퍼를 사용하는 경우

권장 응용 프로그램

고속 기계: 임계 속도 근처 또는 그 이상에서 작동
롤링 요소 베어링 시스템: 베어링이 최소한의 감쇠를 제공하는 곳에 감쇠 추가
유연한 로터: 첫 번째 임계 속도 이상에서 작동
안정성 문제: 로터 불안정성이 위험할 때
과도 진동 제어: 시작/종료 진동 감소

권장하지 않음

감쇠가 중요하지 않은 저속 작동
공간 제약으로 설치가 불가합니다.
오일 공급 시스템을 사용할 수 없거나 신뢰할 수 없음
유지 관리 리소스가 제한됨(댐퍼에는 오일 시스템 유지 관리가 필요함)
더 간단한 솔루션(균형, 정렬)이 적절합니다.

스퀴즈 필름 댐퍼는 고속 회전 기계의 진동 제어를 위한 탁월한 솔루션입니다. 강성을 높이지 않고도 상당한 감쇠력을 제공함으로써, 임계 속도에서의 작동을 가능하게 하고, 파괴적인 불안정성을 방지하며, 회전 장비의 작동 범위를 확장하는 동시에 소형 수동 설계를 유지합니다.

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스퀴즈 필름 댐퍼란? 진동 제어 장치

admin가 10월 28, 2025 10월 28, 2025에 게시함