Разумевање амортизера од стискајуће фолије
Дефиниција: Шта је пригушивач од стискајуће фолије?
A пригушивач филма за стискање (SFD) је пасивни пригушење уређај који се користи у ротирајућим машинама за расипање вибрационе енергије и контролу вибрација амплитуде, посебно код критичне брзине. Амортизер се састоји од танког филма уља који се налази у прстенастом простору који окружује кућиште лежаја. Када је лежај (и причвршћен ротор) вибрира, кућиште лежаја осцилује унутар зазора амортизера, стискајући уљни филм. Вискозни отпор овом кретању стискања расипа енергију, обезбеђујући пригушење роторском систему без додавања значајне крутости.
Амортизери са стискајућом фолијом се широко користе у авионским моторима, индустријским гасним турбинама и другим машинама велике брзине где је потребно побољшано пригушење ради контроле вибрација и спречавања... нестабилности ротора.
Физички принцип рада
Акција стискања
Не свиђа ми се клизни лежајеви где уљни филм носи стално радијално оптерећење, амортизери стискајућег филма раде путем цикличног стискања:
- Вибрација ротора: Неуравнотежени ротор ствара вибрирајуће силе на лежају
- Предлог за становање: Кућиште лежаја осцилује радијално унутар зазора амортизера
- Цеђење уљног филма: Како се кућиште креће ка унутра, уљни филм се компресује; како се креће ка споља, филм се шири
- Вискозна отпорност: Уље се опире истискивању, стварајући силу пригушења
- Расипање енергије: Вибрациона енергија претворена у топлоту у уљу
Кључна разлика од клизних лежајева
- Клизни лежај: Носи статичка и динамичка оптерећења кроз притисак уљног филма; и крутост и пригушење
- Пригушивач филма за стискање: Пружа само пригушење, минималну крутост; не носи стална оптерећења
- Комбинација: Котрљајући лежај (носи терет) + SFD (пружа пригушење) = оптималан систем за неке примене
Грађевинарство и дизајн
Основне компоненте
- Унутрашњи трк (кућиште лежаја): Спољна површина кућишта котрљајућег лежаја, слободна за радијално кретање
- Спољни трка (кућиште амортизера): Стационарно кућиште са прецизним цилиндричним отвором
- Ануларна удаљеност: Радијални размак између унутрашњег и спољашњег трка (обично 0,1-0,5 мм)
- Снабдевање нафтом: Уље под притиском се доводи у празни простор
- Завршни заптивци: О-прстенови или други заптивни елементи за аксијално задржавање уља
- Елементи за центрирање: Опруге или задржавајући елементи за спречавање прекомерног кретања
Параметри дизајна
- Радијални зазор (c): Одређује коефицијент пригушења (мањи = веће пригушење)
- Дужина (Д): Аксијална дужина пригушивача (дуже = веће пригушење)
- Пречник (D): Пречник пригушивача (већи = веће пригушење)
- Вискозитет уља (µ): Већа вискозност = веће пригушење
- Тип завршног заптивача: Утиче на цурење уља и ефикасно пригушивање
Предности амортизера од стискајуће фолије
- Додаје пригушење без крутости: Повећава расипање енергије без значајног повећања критичних брзина
- Смањује вибрације критичне брзине: Ограничава амплитуде резонанције на безбедне нивое
- Спречава нестабилности: Помаже у спречавању уљни вртлог, бич осовине, и друге самопобуђене вибрације
- Изолује пренете силе: Смањује вибрације које се преносе на темељ
- Прилагођава се пролазним појавама: Помаже у контроли вибрација током покретања, гашења и промена оптерећења
- Могућност накнадне уградње: Може се додати постојећим машинама без већег редизајнирања
- Пасивно деловање: Није потребан систем управљања или напајање
Апликације
Гасне турбине за авионе
- Готово универзално у модерним авионским моторима
- Неопходно за контролу вибрација током критичних брзина
- Омогућава употребу котрљајућих лежајева у апликацијама са великим брзинама
- Компактан, лаган дизајн, кључан за ваздухопловство
Индустријске гасне турбине
- Користи се у комбинацији са котрљајућим или нагибним лежајевима
- Контролише вибрације током покретања и гашења
- Смањује пренос вибрација на носећу конструкцију
Брзи компресори
- Обезбеђује додатно пригушење поред пригушења лежајева
- Спречава нестабилности у условима благог оптерећења
- Омогућава шири оперативни опсег
Примене за накнадно уградњу
- Додато постојећим машинама са прекомерним вибрацијама критичне брзине
- Решење када балансирање и поравнање не смањују вибрације адекватно
- Алтернатива редизајну главног ротора или лежаја
Разматрања дизајна
Израчунавање коефицијента пригушења
Сила пригушења коју обезбеђује пригушивач са стискајућом фолијом је приближно:
- Фпригушење = C × брзина
- Где је коефицијент пригушења C ∝ (µ × D × L³) / c³
- Веома осетљив на зазор (c): смањење зазора на пола повећава пригушење за 8 пута
- Пројектовање оптималног пригушења захтева пажљив избор параметара
Центрирајуће опруге
- сврха: Спречите да се амортизер “дотакне до дна” (контакт метала са металом)
- Избор крутости: Мора бити довољно мекан да омогући пригушивање кретања, али довољно крут да се центрира
- Уобичајени типови: Кавез веверица (више ободних жица), спиралне опруге, еластомерни елементи
Снабдевање и одводњавање нафте
- Довод уља под притиском за одржавање филма (обично 1-5 бара)
- Адекватан проток за одвођење генерисане топлоте
- Правилна дренажа за спречавање поплава нафтом
- Одзрачивање ваздуха за спречавање кавитације у филму
Изазови и ограничења
Изазови дизајна
- Кавитација: Уљни филм може кавитирати (формирати мехуриће паре), смањујући ефикасно пригушење
- Уношење ваздуха: Увучени ваздух смањује ефикасност пригушења
- Зависност од фреквенције: Ефикасност пригушења варира у зависности од фреквенције вибрација
- Нелинеарно понашање: Перформансе се мењају са амплитудом (велики покрети могу прећи зазор)
Оперативни изазови
- Осетљивост на температуру: Промене вискозности уља са температуром утичу на пригушење
- Захтеви за чистоћу: Контаминација може блокирати снабдевање или оштетити површине
- Зависност од снабдевања нафтом: Губитак притиска уља елиминише пригушење
- Хабање заптивки: Завршни заптивци се временом разграђују, смањујући ефикасност
Захтеви за одржавање
- Пратите притисак и температуру довода уља
- Периодично проверавајте завршне заптивке
- Проверите одговарајуће зазоре током ремонта
- Проверите стање центрирајуће опруге
- Очистите пролазе за уље и филтере
Напредни дизајни
Амортизери клипних прстенова
- Користите клипне прстенове уместо О-прстенова
- Дозволите цурење уља ради боље расподеле притиска
- Смањите склоност кавитацији
Отворени амортизери
- Нема крајњих заптивача, уље тече аксијално
- Једноставнији дизајн, без проблема са хабањем заптивача
- Захтевају веће брзине протока уља
- Конзистентније карактеристике пригушења
Интегрални амортизери
- Пригушни филм формиран између леђа лежаја и кућишта
- Нема засебне компоненте амортизера
- Компактан, али ограничен капацитет пригушења
Ефикасност и перформансе
Vibration Reduction
- Може смањити вибрације критичне брзине за 50-80%
- Посебно ефикасан за контролу резонанције
- Проширује критичне врхове брзине (чини их мање оштрим)
- Омогућава безбеднији пролаз кроз критичне брзине
Побољшање стабилности
- Повећава праг брзине за нестабилности
- Може спречити уљни вртлог када се користи са котрљајућим лежајевима
- Додаје позитивно пригушење како би се супротставило дестабилизујућим силама
Алати за дизајн и анализу
Правилан дизајн пригушивача са стискајућом фолијом захтева:
- Динамичка анализа ротора: Интегрисано моделирање система ротор-лежај-амортизер
- Анализа флуидног филма: Решења Рејнолдсове једначине за расподелу притиска
- Нелинеарна анализа: Образложење кавитације, понашање зависно од амплитуде
- Термичка анализа: Температура уља и одвођење топлоте
- Специјализовани софтвер: Алати попут DyRoBeS-а, XLTRC-а укључују SFD моделе
Када користити амортизере од стискајуће фолије
Препоручене апликације
- Машине велике брзине: Рад близу или изнад критичних брзина
- Системи котрљајућих лежајева: Додавање пригушења тамо где лежајеви пружају минимално пригушење
- Флексибилни ротори: Рад изнад прве критичне брзине
- Проблеми са стабилношћу: Када постоји ризик од нестабилности ротора
- Контрола пролазних вибрација: Смањење вибрација при покретању/гашењу
Не препоручује се када
- Рад при малим брзинама где пригушење није критично
- Ограничења простора спречавају инсталацију
- Систем за снабдевање уљем није доступан или није поуздан
- Ограничени ресурси за одржавање (амортизери захтевају одржавање система за уље)
- Једноставнија решења (балансирање, поравнање) су адекватна
Пригушивачи са филмском конструкцијом представљају елегантно решење за контролу вибрација код машина које се брзо ротирају. Обезбеђивањем значајног пригушења без додавања крутости, они омогућавају рад кроз критичне брзине, спречавају деструктивне нестабилности и проширују радни опсег ротирајуће опреме, уз одржавање компактних, пасивних дизајна.
Categories: РечникДијагностика вибрација
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 