基于整体式挤压油膜阻尼器的离心水泵传动轴减振研究

针对离心水泵传动轴的振动问题,提出了运用整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)减小水泵传动轴振动的方法。对设计的ISFD的刚度和阻尼系数进行了仿真计算,并根据刚性支承和ISFD支承的动力学特征对离心泵传动轴进行了仿真分析;搭建了模拟水泵工作环境的试验台,通过对比水泵轴承座分别安装刚性支承和ISFD阻尼支承来分析整个系统的振动特性。结果表明,ISFD有着良好的阻尼减振性能,对于传动轴的高频外传力振动有着明显的抑制效果;在不同转速条件下,ISFD都能对振动有着良好的抑制效果,加速度降幅在50%以上,能够有效抑制水泵传动轴的振动。

整体式弹性环挤压油膜阻尼器结构设计与转子过临界实验研究

航空发动机等高速柔性转子,工作转速过临界。由于存在不可避免的不平衡质量,转子过临界时会发生剧烈共振。通过使用弹性支撑降低转子系统的临界转速,使用挤压油膜阻尼器(SFD)增加支撑阻尼,可以降低转子过临界振动和外传力。将弹性支撑和阻尼器合二为一,开发设计了新型整体式弹性环挤压油膜阻尼器(IERSFD),构建力学模型并分析了减振原理,在实验室搭建了单盘Jeffcott转子,在IERSFD腔室填充不同黏度阻尼液的条件的下,进行了转子过临界实验,结果表明IERSFD可以有效降低转子过临界振动。

整体式挤压油膜阻尼器在齿轮箱中的应用

以一台单级直齿齿轮箱为研究对象,设计了适配的整体式挤压油膜阻尼器(integral squeeze film damper,简称ISFD)结构,对ISFD在齿轮箱中的应用进行了研究。分别测量了在不同载荷和转速工况下,齿轮箱安装传统刚性支承和ISFD弹性阻尼支承后的箱体振动。研究结果表明,ISFD弹性阻尼支承可以有效降低不同转速下齿轮箱的冲击振动,改善齿轮箱的动力学性能,保证齿轮系统稳定运行。不同载荷工况下的实验数据表明:ISFD支承对不同负荷的齿轮箱有较好的减振性能;对齿轮箱的啮合频率及其倍频等高频振动成分,ISFD也有较好的抑制效果。该研究结果可为ISFD在齿轮箱中的实际工程应用提供参考。

整体式挤压油膜阻尼器减振双盘悬臂转子系统研究

针对双盘悬臂转子系统过临界不平衡振动过大的问题,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器(ISFD),并为ISFD设计了相应的轴承座及供油油路。搭建了双盘悬臂转子实验台,并运用有限元分析得到了该转子系统的一阶模态参数及二阶模态参数;通过有限元仿真技术计算得到了ISFD的静刚度大小,并将计算得到的一阶模态刚度与设计的弹性支承刚度大小进行了对比,验证了ISFD可以调节转子系统一阶模态参数;通过实验对比分析了弹性支承对转子系统振动的影响,及进油方式对ISFD减振效果的影响。研究结果表明:本文设计的ISFD弹性支承可以有效抑制转子系统过临界振动,并且齿轮泵供油方式的ISFD阻尼系数大于浸油润滑的ISFD阻尼系数。

整体式挤压油膜阻尼器抑制锥齿轮振动的研究

针对锥齿轮传动系统的减振降噪问题,提出了一种运用整体式挤压油膜阻尼器(IntegralSqueeze Film Damper, ISFD)解决锥齿轮振动的方法。搭建了锥齿轮传动系统实验台,对锥齿轮传动系统分别安装刚性支承和ISFD弹性阻尼支承后的振动特性做了对比研究。实验结果表明,ISFD弹性阻尼支承具有良好的阻尼减振性能,对宽频振动有明显的抑制效果,轴承座振动的加速度降幅在40%以上;对比不同转速下的锥齿轮传动系统振动情况,验证了ISFD弹性阻尼支承在较宽的变速范围内均有良好减振效果。

整体式挤压油膜阻尼器对管道振动抑制试验

针对管道振动现象,设计了一种整体式挤压油膜阻尼器并分析其刚度影响规律。利用SAP2000软件模拟仿真阻尼减振效果。搭建二维门型管道振动试验台,在管道上安装整体式挤压油膜阻尼器,研究整体式挤压油膜阻尼器控制管道振动的影响规律。结果表明:整体式挤压油膜阻尼器安装在激振源处且与激振力平面平行时的减振效果最佳,较原始振动降幅达51.83%;安装在激振源处且与激振力平面垂直时的减振效果最差;安装两个整体式挤压油膜阻尼器减振效果优于安装一个整体式挤压油膜阻尼器;安装在激振源处的减振效果优于安装在远离激振源的效果。

新型挤压油膜阻尼器OSFD的理论研究

将O型环阻尼器与挤压油膜阻尼器组合使用,可以克服SFD设计中固有的缺陷,通过对刚性转子的不平衡响应分析表明,OSFD的设计既可以满足正常设计工况下的小不平衡量,又可以对较大的不平衡量起到良好的减振作用,从而扩大了阻尼器的适用范围,且结构简单,有利于广泛应用。

挤压油膜阻尼器非线性振动机理及结构创新综述

针对带有挤压油膜阻尼器(SFD)的转子系统在恶劣工况下出现的非线性振动问题,阐述了挤压油膜阻尼器的锁死、双稳态响应及非协调进动等因素,导致减振失效的一系列非线性振动现象,归纳了其发生的原因;对通过优化系统参数来改善其工作特性的思路进行了阐述,指出了挤压油膜阻尼器技术今后的改进方向;重点介绍了一种新型的整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)结构,对其提高稳定性的机理进行了分析,列举了其在工程上的应用实例。研究结果表明:与传统的挤压油膜阻尼器相比,整体式挤压油膜阻尼器具有良好的动力特性,能显著提高转子系统的稳定性,有效避免非线性振动的发生。

基于GISFD的斜齿轮轴系减振实验研究

齿轮是机械传动装置中的重要元件,但是,齿轮传动产生的振动和噪声会危害到传动设备的正常运行,严重时甚至会造成设备损坏。为了减小和隔离斜齿轮轴系的振动,提出了一种结构新颖的G型整体式挤压油膜阻尼器(G-type Integral Squeeze Film Damper,GISFD),探究了GISFD对斜齿轮的振动特性影响。搭建基于GISFD的一级斜齿轮试验台,开展了GISFD对斜齿轮轴系的减振实验。此外,还进行了GISFD对齿面磨损斜齿轮的振动抑制实验。结果表明,GISFD对不同转速下斜齿轮轴系有较好的减振效果,在1200 r/min时,GISFD对斜齿轮主从动轴的振动降幅最高可以达到59.61%;同时,GISFD可以抑制斜齿轮啮合频率及其2倍频处的振动,振动降幅最高可以达到85.71%;GISFD对磨损斜齿轮也有较好的振动抑制效果,主动轴水平方向振动降幅在1200 r/min时可以达到83.99%。

基于ISFD弹性阻尼支撑的齿轮轴系减振实验研究

为了对齿轮轴系进行减振降噪,提出了一种新型integral squeeze film damper(ISFD)弹性阻尼支撑结构。设计并加工了4套实验用ISFD弹性阻尼支撑结构,搭建了开式一级直齿轮实验台,并通过对比主、从动轴分别安装刚性支撑、弹性支撑及弹性阻尼支撑后轴系的振动幅值,来验证其减振降噪效果。实验结果表明,该ISFD弹性阻尼支撑结构能够较好地改善齿轮啮合的冲击振动,并对齿轮啮合传动中大部分频率成分的振动都有良好的减振效果,平均降幅达50%以上,并且减振频带宽。

ISFD阻尼液黏度影响齿轮轴系减振特性的实验研究

鉴于二甲基硅油较高的黏度及良好的热稳定性,考虑将其作为整体式挤压油膜阻尼器(Integral squeeze film damper,ISFD)的阻尼液,研究ISFD阻尼液黏度对齿轮轴系减振特性的影响规律。建立了ISFD弹性阻尼支承系统力学模型和齿轮传动有阻尼单自由度振动模型,证明了ISFD用于齿轮轴系减振的有效性。搭建一级直齿轮传动轴系实验台,对比了齿轮轴系分别安装刚性支承和不同阻尼液黏度ISFD弹性阻尼支承的振动。研究发现,以二甲基硅油作阻尼液的ISFD可以有效抑制齿轮轴系振动,且减振效果良好,降幅可达50%以上;在一定黏度范围内,随着ISFD阻尼液黏度的增加,齿轮轴系的振动降幅增大;以二甲基硅油作阻尼液的ISFD具有优良的阻尼减振性能,可以有效抑制大部分频率成分的振动,保证齿轮系统平稳工作。

基于ISFD的滑动轴承转子系统不平衡振动抑制研究

由于高转速和大功率的需要,现有很多转子设备往往是基于滑动轴承设计的,因而由不平衡故障引起的振动成为影响这些设备安全运行的关键因素。为了探究整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)对滑动轴承转子系统因不平衡故障产生振动的抑制效果,对安装有ISFD阻尼支承后的转子系统的不平衡振动响应进行了研究。首先,以实验室现有的转子试验台为基础,设计了安装有滑动轴承的ISFD阻尼支承结构,对ISFD的减振机理进行了介绍;然后,运用有限元方法,研究了ISFD弹性体的径向刚度特性;最后,搭建了单跨对称转子试验台,采用试验的方式,研究了该ISFD阻尼支承结构对转子不平衡振动的抑制效果。研究结果表明:在较宽的载荷范围内,ISFD弹性体的位移值与静载荷呈线性关系,具有优良的线性刚度特性;ISFD具有优良的阻尼特性,可以较好地抑制不同转速工况下滑动轴承转子系统的不平衡振动,在1 800 r/min的工况下,转子在x和y方向的振动降幅分别为38.4%和49.4%;ISFD阻尼支承可以有效抑制滑动轴承转子系统不平衡故障导致的工频振动,在1 600 r/min的工况下,转子在x和y方向的工频振动降幅分别为19.5%和29.4%,其减振效果良好。该研究成果可以为ISFD在滑动轴承转子系统中的实际工程应用提供借鉴,具有良好的应用前景。

ISFD抑制密封-转子系统流体激振的实验研究

为了改善密封-转子系统流体激振问题,提出了一种结构新颖的整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)。基于ISFD建立了密封-转子系统的动力学模型,并搭建了该系统的实验台,探究了ISFD对转子动力学特性的影响规律;对比了一定工况条件下,刚性支承和ISFD支承密封-转子系统的振动幅值变化;分别开展了不同转速和不同偏心率条件下,密封-转子系统响应变化的实验研究。研究结果表明:在不同工况条件下,与刚性支承相比,ISFD支承密封-转子系统的振动幅值降低幅度达到40%~70%,并且ISFD使转子的轴心轨迹由复杂的形状变成趋近于椭圆形;ISFD对转子不平衡力和流体激振力引起的振动均有良好的抑制效果,可以有效地抑制转子-密封系统的流体激振。

ISFD抑制转子不对中故障研究

针对旋转机械常见的转子不对中故障,设计了一种弹性阻尼支承—整体式挤压油膜阻尼器(ISFD),研究ISFD弹性阻尼支承对转子不对中故障的振动抑制效果。运用有限元方法分析转子不对中力学模型,搭建单跨双支承转子实验台,模拟转子不对中故障,并对ISFD弹性阻尼支承的减振特性进行实验研究。实验结果表明:不对中故障导致转子振动增大,ISFD弹性阻尼支承可以有效减小振动,转子一倍频的降幅达到90.0%,二倍频的降幅达到97.5%。