Suprasti suspaudimo plėvelės slopintuvus
Apibrėžimas: Kas yra prispaudimo plėvelės slopintuvas?
A suspauskite plėvelės slopintuvą (SFD) yra pasyvus slopinimas įtaisas, naudojamas besisukančiose mašinose vibracijos energijai išsklaidyti ir valdyti vibracija amplitudės, ypač ties kritiniai greičiai. Slopintuvą sudaro plona alyvos plėvelė, esanti žiedinėje erdvėje aplink guolio korpusą. Kai guolis (ir pritvirtintas rotorius) vibruoja, guolio korpusas svyruoja slopintuvo tarpelyje, suspausdamas alyvos plėvelę. Klampus pasipriešinimas šiam spaudimo judesiui išsklaido energiją, slopindamas rotoriaus sistemą nepadidindamas reikšmingo standumo.
Plėveliniai slopintuvai plačiai naudojami orlaivių varikliuose, pramoninėse dujų turbinose ir kitose greitaeigėse mašinose, kur reikalingas patobulintas slopinimas vibracijai kontroliuoti ir užkirsti kelią rotoriaus nestabilumas.
Fizinis veikimo principas
Suspaudimo veiksmas
Nepatinka slankiojantys guoliai Kai alyvos plėvelė patiria pastovią radialinę apkrovą, suspaudimo plėvelės slopintuvai veikia ciklinio suspaudimo būdu:
- Rotoriaus vibracija: Nesubalansuotas rotorius sukuria vibruojančias jėgas guoliui
- Būsto judėjimas: Guolio korpusas radialiai svyruoja slopintuvo laisvumo ribose
- Alyvos plėvelės suspaudimas: Korpusui judant į vidų, alyvos plėvelė suspaudžiama; jam judant į išorę, plėvelė plečiasi
- Klampus atsparumas: Alyva priešinasi išspaudimui, sukurdama slopinimo jėgą
- Energijos išsklaidymas: Vibracijos energija, paversta šiluma aliejuje
Pagrindinis skirtumas nuo spyruoklinių guolių
- Žurnalo guolis: Atlaiko statines ir dinamines apkrovas per alyvos plėvelės slėgį; tiek standumas, tiek slopinimas
- Suspauskite plėvelės slopintuvą: Suteikia tik slopinimą, minimalų standumą; nelaiko pastovių apkrovų
- Derinys: Riedėjimo guolis (neša apkrovą) + SFD (užtikrina slopinimą) = optimali sistema kai kuriems pritaikymams
Statyba ir dizainas
Pagrindiniai komponentai
- Vidinis žiedas (guolio korpusas): Riedėjimo elemento guolio korpuso išorinis paviršius, laisvai judantis radialiniu būdu
- Išorinis žiedas (slopintuvo korpusas): Stacionarus korpusas su tikslia cilindrine kiauryme
- Žiedinis tarpas: Radialinis tarpas tarp vidinių ir išorinių žiedų (paprastai 0,1–0,5 mm)
- Naftos tiekimas: Į tarpinę erdvę tiekiamas suslėgtas alyvos sluoksnis
- Galiniai sandarikliai: O formos žiedai arba kiti sandarikliai, skirti alyvai ašiai sulaikyti
- Centravimo elementai: Spyruoklės arba tvirtinimo elementai, apsaugantys nuo per didelio judėjimo
Projektavimo parametrai
- Radialinis prošvaisa (c): Nustato slopinimo koeficientą (mažesnis = didesnis slopinimas)
- Ilgis (I): Ašinis slopintuvo ilgis (kuo ilgesnis = labiau slopina)
- Skersmuo (D): Slopintuvo skersmuo (didesnis = didesnis slopinimas)
- Alyvos klampumas (µ): Didesnis klampumas = daugiau slopinimo
- Galinio sandariklio tipas: Įtakoja alyvos nuotėkį ir efektyvų slopinimą
Suspaudimo plėvelės slopintuvų privalumai
- Prideda slopinimą be standumo: Padidina energijos išsisklaidymą nepadidindamas kritinio greičio
- Sumažina kritinio greičio vibraciją: Apriboja rezonanso amplitudes iki saugių lygių
- Apsaugo nuo nestabilumo: Padeda išvengti naftos sūkurys, veleno plaktukas, ir kitos savaime sužadintos vibracijos
- Izoliuoja perduodamas jėgas: Sumažina į pamatą perduodamą vibraciją
- Atlaiko pereinamuosius procesus: Padeda kontroliuoti vibraciją paleidimo, išjungimo ir apkrovos keitimo metu
- Modifikavimo galimybė: Galima pridėti prie esamų mašinų be didelio pertvarkymo
- Pasyvus veikimas: Nereikia jokios valdymo sistemos ar maitinimo
Paraiškos
Orlaivių dujų turbinos
- Beveik universalus šiuolaikinių orlaivių varikliuose
- Būtina vibracijos valdymui kritinio greičio viršijimo metu
- Leidžia naudoti riedėjimo guolius didelės spartos taikymuose
- Kompaktiškas, lengvas dizainas, itin svarbus aviacijos ir kosmoso pramonei
Pramoninės dujų turbinos
- Naudojamas kartu su riedėjimo elementu arba pakreipiamaisiais guoliais
- Valdo vibraciją paleidimo ir išjungimo metu
- Sumažina į atraminę konstrukciją perduodamą vibraciją
Didelės spartos kompresoriai
- Suteikia papildomą slopinimą be guolio slopinimo
- Apsaugo nuo nestabilumo esant mažai apkrautoms sąlygoms
- Leidžia platesnį veikimo diapazoną
Modifikavimo programos
- Pridedama prie esamų mašinų, kurioms būdinga per didelė kritinio greičio vibracija
- Sprendimas, kai balansavimas ir lygiavimas nepakankamai sumažina vibraciją
- Alternatyva pagrindiniam rotoriaus ar guolio perprojektavimui
Dizaino aspektai
Slopinimo koeficiento skaičiavimas
Slėgimo jėga, kurią sukuria suspaudimo plėvelės slopintuvas, yra maždaug:
- Fslopinimas = C × greitis
- Kur slopinimo koeficientas C ∝ (µ × D × L³) / c³
- Labai jautrus prošvaisai (c): prošvaisa sumažinta perpus, slopinimas padidėja 8 kartus
- Optimalaus slopinimo projektavimas reikalauja kruopštaus parametrų pasirinkimo
Centravimo spyruoklės
- Paskirtis: Neleiskite sklendei “išsimušti” (metalo sąlytis su metalu)
- Standumo pasirinkimas: Turi būti pakankamai minkštas, kad slopintuvas galėtų judėti, bet pakankamai standus, kad centruotų
- Įprasti tipai: Voverės narvelis (keli apskritiminiai laidai), spyruoklės, elastomeriniai elementai
Naftos tiekimas ir drenažas
- Slėginis alyvos tiekimas plėvelei palaikyti (paprastai 1–5 barai)
- Pakankamas srautas, kad būtų pašalinta susidariusi šiluma
- Tinkamas drenažas, siekiant išvengti naftos potvynio
- Oro išleidimas, siekiant išvengti kavitacijos plėvelėje
Iššūkiai ir apribojimai
Dizaino iššūkiai
- Kavitacija: Alyvos plėvelė gali kavituoti (sudarydama garų burbuliukus) ir sumažinti efektyvų slopinimą
- Oro prarijimas: Įtrauktas oras sumažina slopinimo efektyvumą
- Dažnio priklausomybė: Slopinimo efektyvumas kinta priklausomai nuo vibracijos dažnio
- Netiesinis elgesys: Našumas keičiasi priklausomai nuo amplitudės (dideli judesiai gali viršyti laisvąją erdvę)
Veiklos iššūkiai
- Temperatūros jautrumas: Alyvos klampumo pokyčiai priklausomai nuo temperatūros turi įtakos slopinimui
- Švaros reikalavimai: Užteršimas gali užblokuoti tiekimą arba pažeisti paviršius
- Priklausomybė nuo naftos tiekimo: Alyvos slėgio sumažėjimas panaikina slopinimą
- Sandariklio susidėvėjimas: Galiniai sandarikliai laikui bėgant susidėvi, sumažindami efektyvumą
Priežiūros reikalavimai
- Stebėkite alyvos tiekimo slėgį ir temperatūrą
- Periodiškai tikrinkite galinius sandariklius
- Patikrinkite tinkamus atstumus kapitalinio remonto metu
- Patikrinkite centravimo spyruoklės būklę
- Išvalykite alyvos kanalus ir filtrus
Pažangūs dizainai
Stūmoklinių žiedų amortizatoriai
- Vietoj O žiedinių sandariklių naudokite stūmoklinius žiedus
- Leiskite šiek tiek alyvos nuotėkio, kad slėgis pasiskirstytų geriau
- Sumažinti kavitacijos polinkį
Atviri amortizatoriai
- Nėra galinių sandariklių, alyva teka ašine kryptimi
- Paprastesnis dizainas, nėra sandariklių nusidėvėjimo problemų
- Reikalingas didesnis alyvos srautas
- Nuoseklesnės slopinimo charakteristikos
Integruoti amortizatoriai
- Tarp guolio galo ir korpuso susidariusi slopinimo plėvelė
- Nėra atskiro slopintuvo komponento
- Kompaktiškas, bet ribotas slopinimo pajėgumas
Efektyvumas ir našumas
Vibracijos mažinimas
- Gali sumažinti kritinio greičio vibraciją 50-80%
- Ypač efektyvus rezonanso valdymui
- Padidina kritinius greičio pikus (padaro juos mažiau ryškius)
- Leidžia saugiau važiuoti kritiniais greičiais
Stabilumo gerinimas
- Padidina slenksčio greitį nestabilumas
- Gali užkirsti kelią naftos sūkurys kai naudojamas su riedėjimo guoliais
- Prideda teigiamą slopinimą, kad neutralizuotų destabilizuojančias jėgas
Projektavimo ir analizės įrankiai
Tinkamam suspaudimo plėvelės slopintuvo dizainui reikalingi šie reikalavimai:
- Rotoriaus dinaminė analizė: Integruotas rotoriaus-guolio-slopintuvo sistemos modeliavimas
- Skysčių plėvelės analizė: Reinoldso lygties sprendiniai slėgio pasiskirstymui
- Netiesinė analizė: Atsižvelkite į kavitaciją, nuo amplitudės priklausomą elgesį
- Terminė analizė: Alyvos temperatūra ir šilumos išsklaidymas
- Specializuota programinė įranga: Tokie įrankiai kaip „DyRoBeS“, „XLTRC“ apima SFD modelius
Kada naudoti suspaudžiamuosius plėvelės slopintuvus
Rekomenduojamos programos
- Didelės spartos mašinos: Veikia arti kritinio greičio arba virš jo
- Riedėjimo elementų guolių sistemos: Slopinimo pridėjimas ten, kur guoliai užtikrina minimalų slopinimą
- Lankstūs rotoriai: Veikia virš pirmojo kritinio greičio
- Stabilumo problemos: Kai kyla rotoriaus nestabilumo rizika
- Trumpalaikės vibracijos valdymas: Paleidimo / išjungimo vibracijos mažinimas
Nerekomenduojama, kai
- Mažo greičio veikimas, kai slopinimas nėra svarbus
- Vietos apribojimai neleidžia įrengti
- Naftos tiekimo sistema nėra prieinama arba patikima
- Riboti priežiūros ištekliai (slopikliams reikalinga alyvos sistemos priežiūra)
- Paprastesni sprendimai (balansavimas, derinimas) yra pakankami
Plėveliniai vibracijos slopintuvai yra elegantiškas sprendimas greitaeigių besisukančių mašinų vibracijos kontrolei. Užtikrindami didelį slopinimą nepadidindami standumo, jie leidžia veikti esant kritiniams greičiams, apsaugo nuo destruktyvaus nestabilumo ir praplečia besisukančios įrangos veikimo diapazoną, išlaikant kompaktišką, pasyvią konstrukciją.
Kategorijos:
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 