弹性环式挤压油膜阻尼器一体化圆柱滚子轴承保持架振动特性分析

航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper, ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,采用变步长积分算法建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分析模型,对外圈带ERSFD的圆柱滚子轴承保持架振动特性和打滑率进行研究。研究结果表明:与未装配ERSFD的圆柱滚子轴承相比,ERSFD可以提高圆柱滚子轴承保持架的稳定性。过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。径向载荷与转速对带弹性环的圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著,保持架涡动频率的谐波次数随着径向载荷的增加而减少,其对应的幅值也减小;保持架涡动频率的谐波次数随着转速的增加而增加,其对应幅值也增加。

非稳态工况下外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性

为降低航空发动机主轴传动系统的振动,通常将弹性环、挤压油膜阻尼器与圆柱滚子轴承联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,建立了外圈带有弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的圆柱滚子轴承动力学分析模型,采用GSTIFF预估-校正变步长积分法对动力学微分方程组进行求解,分析转速、冲击载荷以及弹性环结构参数(凸台宽度、凸台数量)对外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性的影响,结果表明:外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架稳定性高于普通圆柱滚子轴承;转速和冲击载荷对保持架动态特性影响较大,保持架打滑率随着转速的增大而增大,随着轴承所受冲击载荷的增大而减小;过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。

大型水轮发电机多回路模型的合理简化

适用于分析电机定子绕组内部不对称的多回路模型已成功用于发电机的主保护设计。多回路模型一般表达为含有时变系数的微分方程组,需要借助计算机求得数值解,其计算时间会随方程维数的增加而急剧增长。而大型水轮发电机由于极数多,多回路模型中的阻尼回路数目很大,造成方程维数过高,短路计算耗时过长而无法满足内部短路主保护设计的需要,必须对其多回路模型进行合理的简化。本文对阻尼回路的2种简化方法进行了深入分析和仿真计算,指出等效d轴和q轴阻尼绕组模型应用于电机内部短路计算时,物理概念上存在缺陷,且会造成过大的误差、在工程上无法容许：而近似阻尼笼的处理方法既能满足工程精度要求,又可节省计算时间。

变频调谐质量阻尼器在线控制转子振动的应用研究

提出研究一种适用于旋转机械频率可在线连续调节的笼式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD),通过在线改变其悬臂杆有效长度可连续改变TMD的刚度,从而实现TMD频率的调节。该笼式TMD具有结构紧凑、刚度调整范围大等优点。建立转子-TMD的有限元模型,设计基于转速的分段控制策略实现对该TMD的频率调节控制,仿真对比分析TMD在频率可控及不可控情况下对柔性转子过临界及在工作转速下的不平衡振动抑制效果,并设计相应的实验平台进行验证分析。仿真及实验结果均表明:基于转速的分段控制策略能实现在线控制TMD频率调节,有效控制柔性转子过临界及工作转速的不平衡振动,相对于被动型频率不可调TMD更具有优势,其减振效果明显,降幅高达90.8%。

缠绕式提升设备的防蹾罐装置

介绍了一种利用油气阻尼原理的立井缠绕式提升设备防足敦罐装置。

具有SFD的转子稳态动力响应的运动方程

模拟小型燃气涡轮三盘非对称布置的转子 ,这种结构模型更接近于真实结构 ,但导致了理论分析的高度复杂性 ,推导了稳态动力响应的运动微分方程。

带端封挤压油膜阻尼器减振特性分析及试验

本文旨在建立工程可用的挤压油膜阻尼器(Squeeze File Damper,SFD)的计算模型以预测SFD的阻尼特性及减振特性,通过建立航空发动机带端封及周向油槽供油SFD的理论分析和数值仿真模型,并基于该模型对比分析了文献[1]中提供的带试验结果的两种SFD的阻尼特性,设计并制造了带有鼠笼弹性支承挤压油膜阻尼器的转子系统试验器,仿真分析了新设计SFD阻尼特性及转子稳态不平衡响应分析,通过试验研究了新设计SFD的减振效果,研究表明仿真分析结果与试验结果基本一致。

半主动笼式调谐质量阻尼器控制转子振动的研究

对调谐质量阻尼器在旋转机械振动控制中的应用进行了研究,不改变原有转子系统支撑形式,设计了一种半主动笼式调谐质量阻尼器.提出基于转速的分段开关控制策略,并开发了一套基于laborary virtual instrument engineering workbench(LabVIEW)的转子振动实时闭环控制系统,可根据转速对该笼式调谐质量阻尼器通过变质量实现在线动态调节自振频率,实现半主动控制.搭建了单跨转子调谐质量阻尼实验台装置,对转子过临界转速的振动进行了实验研究.结果表明:基于开关控制的半主动笼式调谐质量阻尼器能有效降低转子过临界振动,减振幅度可达83.4%,并能很好避免调谐质量阻尼器引起的新的共振峰.

燃气轮机悬臂式鼠笼与挤压油膜耦合刚度研究

为了获得更加准确的支撑刚度,采用流固耦合方法对一种燃气轮机自由动力涡轮用的悬臂式鼠笼结构阻尼器进行了刚度研究。利用控制变量法研究了有油膜与无油膜情况、油膜半径间隙(c)、油膜长度(L)、润滑油粘度(μ)以及润滑油流量(G)对鼠笼弹性支承刚度的影响。研究表明:当半径间隙小于0.25 mm时,变形量与油膜半径间隙c3成正比规律;当大于0.25 mm时,不符合该规律;鼠笼变形量与油膜长度L、润滑油粘度μ以及润滑油流量G-0.5近似成正比。

转子系统挤压油膜阻尼器设计与动力特性

鉴于挤压油膜阻尼器(SFD)设计必须要同时考虑转子系统的动力学特性,提出了一种转子系统与挤压油膜阻尼器耦合设计方法,给出了详细的设计流程。对所设计的阻尼器进行了CFD数值模拟、油膜压力测量以及减振效果实验,结果证明所提出的设计方法是有效的。相比未采用阻尼器,采用阻尼器后转子系统两个转盘的振幅分别下降了46%和39%。通过实验还研究了不平衡量、支承刚度、供油压力和滑油温度对挤压油膜阻尼器减振效果的影响。结果表明,相比于不平衡量和支承刚度对减振效果的影响,供油压力和滑油温度的影响并不显著。进行挤压油膜阻尼器设计时,重点应该关注转子上的不平衡量大小和支承刚度。