挤压油膜阻尼器试验台设计和试验分析
故障转子挤压油膜阻尼器减振特性实验
$ 实验器及其系统介绍
实验器主要由驱动系统 % 电机和变频器 & ! 转子 ! 弹性支承 ! 挤压油膜阻尼器和润滑系统等组成 " 实物 图见图 %"实验 器 总 体 结 构 图 见 图 #' 采 用 变 频 器 控制高速电机 " 实验器可 实 现 $C$ $ $ $) 5 / *无级 调速 ' 盘 ! 和盘 = 分 别 用 于 模 拟 压 气 机 和 涡 轮 盘 " 盘上可加减螺栓改 变 转 子 系 统 的 不 平 衡 量 ( 挤压油 膜阻尼器位于具有 弹 性 支 承 的 一 端 ( 润滑系统可对 挤压油膜阻尼器的供油压力和流量参数进行调节 ' 测试 系 统 为 西 北 工 业 大 学 所 研 制 的 K L2M C % $ $ 发动机 转 子 高 速 动 平 衡 与 状 态 监 测 系 统 ' 传感器主要 包 括 光 电 传 感 器 % 德国 I < N 3 * < @" O A & ! 振动位移 传 感 器 % 德国 I ! 振动 B > < N 3 * < @" P : A $ B "& 速度传感器 % 美 国 M6Q". & ' 电 阻 应 变 计 为 I A $ B $ 中航工 业 电 测 仪 器 股 份 有 限 公 司 制 造 的 M R % # $ A $ " LL 型号的电阻应变计 '
关键词 挤压油膜阻尼器 (碰摩 (不对中 (转子 (减振特性 中图分类号 . # ! %9 C
引言
转 静 碰 摩 故 障 是 航 空 发 动 机 的 典 型 故 障 之 一' 为追求高推重比和低油耗 " 转! 静子之间的间隙设计 得越来越小 % 尤其 是 涡 轮 间 隙 & " 由此增大了碰摩故 障发生的可能 性 ' 碰 摩 一 旦 发 生 " 将使转子振动加
磁控挤压油膜阻尼器转子系统动力特性试验研究
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ３ Ｔ １ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ４４ ２ （０ ７ ０ —１ ７０ １ ０ —５ ３ ２ ０ ）２０ ０ —５
区会 产生 严 重 的不 稳定 ， 如 果 能够 限 制盘 的旋 转 但
引 言
挤 压 油膜阻 尼器是 航 空发动机 转 子系统 中广 泛 应用 的减振 结构 。但 由于其 动力特 性 不能进 行在 线 控制， 在有 些情 况 下 ， 但 不 能 控制 转 子 系 统 的振 非 动 ， 而会 激起更 加强 烈的振 动 。 了实现对 传统 挤 反 为 压油膜 阻尼器 动 力 特性 的控制 ， 已提 出 了 多种 挤 压 油膜 阻 尼 器 的新 结 构［ 引， 这 些 阻 尼 器 要 么 结 构 １ 但 ￣
Ｎｉｏａｓｎ及 Ｔｉ ｙ等 分 别 研 究 了 径 向 电 涡 流 轴 ｋ ｌｊｅ ｃ ｈ 承 ［ ］发现 径 向电涡流 轴承 不仅 需要施 加很 高 的 电 ７， 流 才可 以使 转子 悬 浮 ， 而且 本 身 还存 在 着 潜 在 的不 稳定 问题 。 ｒｄ ｒ ｋ等 、 ｉｅｍａ Ｆ ｅ ｅｉ ｃ Ｋｌ ｒ ｎ和 Ｄ ｒ ｗ 等从 ｇ ａｌ ｏ
维普资讯
第 ２ 卷第 ２ Ｏ 期 ２０ ０ ７年 ４月
振 动 工 程 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ａｉｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆＶｉｒ ｔ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ２ １２ ．
Ａｐｔ ２０ ． ０７
磁 控挤 压油膜 阻 尼器支 撑 的多盘柔 性转 子系统 的动 力特 性 以及新 型磁 控挤 压油膜 阻尼器 对转 子 系统 的 振 动进 行控制 的能 力 。
挤压油膜阻尼器结构和原理
挤压油膜阻尼器结构和原理
挤压油膜阻尼器是一种常见的工业设备，它的结构和原理对于理解其工作原理和应用具有重要意义。
首先，让我们来看一下挤压油膜阻尼器的结构。
挤压油膜阻尼器通常由外壳、转子、定子、轴承和油膜等部件组成。
外壳是整个阻尼器的外部包裹结构，用于固定内部部件。
转子和定子则是阻尼器的关键部件，它们之间的相对运动产生了摩擦力，从而消耗了机械能。
轴承则用于支撑转子和定子的运动。
油膜是挤压油膜阻尼器的核心部件，它形成了转子和定子之间的油膜摩擦，起到了阻尼和减振的作用。
其次，挤压油膜阻尼器的工作原理是基于油膜的形成和运动。
当转子和定子相对运动时，油膜会在它们之间形成，并且由于油膜的黏性和剪切力，它会对转子和定子的运动产生阻尼作用。
这种阻尼作用可以将机械能转化为热能，从而达到减振和阻尼的效果。
此外，挤压油膜阻尼器还可以通过调节油膜的厚度和粘性来实现对阻尼效果的控制，从而适应不同的工况和要求。
总的来说，挤压油膜阻尼器的结构和原理是相对复杂的，但通
过对其结构和工作原理的深入理解，我们可以更好地应用和维护这一重要的工业设备。
希望以上内容能够对你有所帮助。
质量守恒边界下挤压油膜阻尼器动力特性分析
γ≥０ꎬ此时 ｇ 取 １ꎻ在气穴区域 γ<０ꎬ此时 ｇ 取 ０ꎮ
联立方程式(１) －方程式(３) 并进行无量纲化处理ꎬ可
以得到挤压油膜不可压缩流的统一方程
∂
∂γ
Ｒ
＋
ｇＨ３
∂θ
∂θ
Ｌ
的饱和压力时ꎬ气体会从滑油中溢出ꎻ压力较低而温度较
(
高时ꎬ滑油还会汽化形成汽化气穴ꎮ 气穴的存在导致原有
其中
ìï ＝ － ２ｇＨ ｉꎬｊ －２ Ｒ ２ ｇＨ ｉꎬｊ ＋μ(１－ｇ) Ｈ ｉ＋１ꎬｊ －Ｈ ｉ－１ꎬｊ
Ａ ｉꎬｊ
Ｌ
２Δθ
Δθ２
Δλ２
ï
３
ï
ｇＨ ｉꎬｊ ３
Ｈ ｉꎬｊ(１－ｇ)
Ｈ ｉ＋１ꎬｊ －Ｈ ｉ－１ꎬｊ ö
÷ ＋μ
ïＥ ｉꎬｊ ＝ － ２ ＋ ｇＨ２ｉꎬｊ æç
２
４
Δθ
Δθ
è Δθ
ø
ï
３
的雷诺方程不能准确地描述油膜特性ꎬ油膜力的求解也变
) ( ) ∂λ∂ ( ｇＨ ∂λ∂γ ) ＝ －μ ∂θ∂ { Ｈ[１＋
３
∂
{ Ｈ[１＋(１－ｇ) γ] }
∂τ
得更加困难ꎮ 长久以来ꎬ许多学者致力于对质量守恒边界
(１－ｇ) γ] } ＋μ
于滑油的可压缩性假设ꎬ 提出了著名的 Ｅｌｒｏｄ 算法 [６－７] ꎮ
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挤压油膜阻尼器精华版报告
挤压油膜阻尼器专利态势报告1技术范围及技术关注点通过与中航商发技术专家沟通，最终将该工程的技术范围界定为：限定航天领域，具体应用于滚动轴承与支承结构。
2技术整体态势分析挤压油膜阻尼器近几年国内外都呈现上升趋势。
挤压油膜阻尼器的主要原创国是美国日本和中国，其中美国和中国都在近几年开展迅速。
3主要技术专利布局国内国内外国内外与中国专利布局相似，主要技术布局点在非油膜阻尼器结构，这个技术中包括橡胶减振器、硅油减震器、曲轴扭转减振器、液压减震器、磁流变扭振减振器等。
其次布局技术点式挤压油膜阻尼器结构，这个技术下的二级技术又以内外环结构为专利申请的高地。
4主要申请人分析4.1主要申请人排名国外主要申请人：联合工艺、通用、霍尼韦尔中国主要申请人：通用、航空工业集团、斯奈克玛来华主要申请人：通用、斯奈克玛国外的主要申请人中联合工艺和霍尼韦尔在华专利布局较少，而通用公司布局较多，是国内主要需要关注的竞争对手。
4.2主要申请人的专利布局国内外中国国内外大局部公司的专利布局的方式和总体布局较为一致。
都是在非油膜阻尼器上，值得注意的是通用公司的全球专利布局的热点除了非油膜阻尼器的结构还有挤压油膜阻尼器中的端封形式，但是其国内布局来看，端封形式的专利未来华，主要来华的专利还在于非油膜阻尼器结构。
5技术路线端封形式的技术路线要点：➢端封技术开展较早，至少在1970年就已出现相关专利，以O型环密封为代表；✓联合航空公司的O型环密封件的专利技术✓O型环密封技术在上世纪70-90年代期间较为流行✓O型环密封的使用寿命有限➢上世纪80年代，活塞段类型的动态密封件端封技术的短暂出现✓活塞段端封技术的缺点：✧需要极高的加工精度，导致本钱较高✧安装复杂✧因未校准漏油而使其阻尼并不总是能完全控制✓上述缺点使该端封技术并未得到长久开展➢上世纪90年代后，在传统O型环密封技术上又逐渐开展出多种形式✓双环形壁形式✓活塞环形式✓环形弹性密封件形式✧2000年Techspace Aero的环形弹性密封件端封技术的专利申请，具有较为重要意义➢2000年之后，端封技术得到进一步开展✓单边端面密封✧2021年ROLLS-ROYCE公司申请的单边端面密封的专利技术✓弹性密封环✧2021年GE公司在传统挤压油膜阻尼器外环上增加弹性密封环➢总结专利中所表达的大致开展脉络：O型环密封→活塞段密封→双环形壁密封→活塞环密封→环形弹性密封→单边端面密封→弹性密封环内外环结构的技术路线要点：➢针对与内外环结构技术相关的目标专利的分析结果来看，该技术开展时间相对来说较晚；✓2004年出现的多孔环技术✧端部密封环周边设计均匀分布的几个出油孔隙，能周向均匀出油，保证滑油正常流动➢2021年，传统挤压油膜阻尼器外环上增加弹性密封环✧省去弹性支座，获得节省本钱、减轻重量的效果➢近几年，江苏理工学院为挤压油膜阻尼器的内外环结构中引入“磁〞的技术✓弹性环+永磁✧内外环径向充磁+同性相斥→提高径向支承刚度，提供较大阻尼能力✓浮动磁环✧内外环径向充磁+同性相斥+浮动磁环→改善刚度与阻尼随着转子偏心率的增大而呈现出的强非线性特性的现象➢区别于传统的整环形式的分段式内外环结构✧两个半环形的阻尼器分体对接✧减弱流体激振力，使转子转动稳定，延长压缩机使用寿命6重点专利重点专利要点解析：➢挤压油膜阻尼器结构✓内外环结构✧✧CN104220706A〔挡圈轴向拦挡住轴承外圈以限定轴承外圈的轴向行程，廉价和简单制造或装配〕✧WO2021079788A1〔轴承单元的改良，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体，布置在轴承壳体内且具有支撑环的轴承座以及具有外轴承环的轴承〕✧JP2021203504A〔挤压膜阻尼器轴承插入圆柱形旋转轴和轴承之间或轴承和固定外表之间〕✧✓油槽形式✧CN103477099A〔油膜位于轴承外环与轴承座之间，使轴承外环在油膜中可自由转动〕✧CN102705427A〔支承周向加工镂空纹路，并在结构、纹路中流通润滑油〕✧CN102062145A〔内圈外表上设置环形槽以及排油槽〕✓端封形式✧GB2459268A〔单边的端面密封的封严方式〕✧US5197807〔圆环面的两端槽内的挡油环中空并打孔，使其内部充满滑油〕✧US5344239〔阻尼器外端两处环形涨圈封严结构〕✧US5251985〔弹簧圈式密封代替传统的活塞环密封〕✧US5228784〔复合阻尼O形环密封件〕✧US5188375〔活塞环密封件利用在环结构中的策略性定位的流体孔实现压力分布控制〕✧US5058452〔轴旋转组件实现可调节挤压膜阻尼器〕✓油膜参数✧US4669893〔通过定尺寸的孔，控制形成于气缸和支撑件间封闭环形容积中阻尼液体的体积流量〕✓其他✧CN103459867A〔轴承座径向开槽用以放置弹性元件〕✧CN103842668A〔在油膜间隙的周向，与重力方向相反的方向，扩大间隙以减小阻尼〕✧EP1375941A1〔设置两套独立的滑油通路，既润滑轴承系统，又实现滑油回收再利用〕✧US20070086685A1〔自包含阻尼液体和加压气体的挤压膜阻尼系统〕✧US5320214〔双段，双压力，周向油歧管同心地围绕挤压膜空间〕✧US4992024〔挤压膜阻尼腔设置多个径向堆叠的垫片〕➢挤压油膜阻尼器与相关组件间的配合✓与弹性支承之间的配合✧GB2216609A〔增加与油膜阻尼器的油膜相邻的非旋转部件之间的间隙，以便明智地增加它们之间的油量，以获得与机械支撑弹簧相对的油膜弹簧力〕✓与转子之间的配合✧US20210294917A1〔支撑转子组的轴承组件，各向异性支撑件接合轴承组件和支撑壳体，挤压膜腔限定在各向异性支撑件和支撑壳体之间〕✧US5067825〔挤压膜阻尼器进料和密封机构，其允许润滑剂在挤压膜区域中轴向流动，而不会在阻尼器轴颈周围产生压力的总体圆周变形〕✧US4527912〔控制动态不平衡转子振动的挤压膜阻尼器，其阻尼系数在转子振动位移的整个范围内保持根本上恒定〕✓其他✧WO2021204633A1〔轴承座与油槽间设置波纹弹簧，与弹支一起形成双弹簧并联支承〕✧US20060083448A1〔为轴承组件外圈的部件和外部支撑结构之间的挤压膜阻尼器接口提供了紧凑的柔性定心支撑〕➢控制与监测方法✓供油控制✧US5207511〔挤压油膜两端开一个圆形的槽，使油膜压力分布均匀〕✧WO2021088634A1〔轴承外圈座内开洞以省去传统挤压油膜阻尼器所具有的局部供油管路〕✧US5149206〔挤压膜阻尼器中的滚动偏心控制环构件用作压力致动移动阀元件，实现旋转压力波的控制以及油循环的改良〕✧US5071262〔间隔开的活塞环来密封阻尼器流体，活塞环附近和内侧提供大的周向充气通道或凹槽〕✧US4782919〔在高频止回阀上串联布置止回阀〔低频型〕并位于供油泵和高频止回阀之间〕✧US4775248〔用于将油递送到流体阻尼器的多个供油系统的结合〕✓主动控制✧US7798720〔设置带有弹性元件的供油回路，调节使油膜阻尼器中回路中的油压可变〕✧US7517152〔两个柔性波纹管室形成阻尼室，第一压力源施加到阻尼室以调节阻尼，第二压力源被施加到柔性波纹管室，以改变阻尼器的刚性〕✧WO1991009232A1〔改变润滑剂流能控制阻尼和动态刚度〕➢内外环结构/油膜参数✧US20060083449A1〔改良的端部密封环，周向设计均匀分布的几个出油孔隙〕➢弹性环✧✧CN103225669A〔构造：内外环径向充磁且同性相斥，内外环之间有波纹式弹性环；作用：提供径向刚度，结构紧凑〕✧EP2224103A2〔设置：外环上增加弹性环以省去弹性支座；作用：制造维护本钱低，提供径向刚度〕✧EP1167788A1〔构造：U形弹性环；作用：提供轴向刚度，而一般弹性环只提供径向刚度〕✧WO2021071563A1〔设置：弹性元件设置在位于径向凹部的底部和支撑活塞的底部之间的轴承壳体中的凹部内；作用：结构简单，提供径向刚度〕✧JP5574939B2〔设置：固定到阻尼器轴承主壳体上的密封部件，作用：抑制狭缝的侧开口部中油的泄漏，装置简化和重量减轻〕✧JPH06300037A〔设置：覆盖振动外表和支撑外表之间的间隙的弹性膜；构造：弹性膜形成波纹管状折痕；作用：简单结构，防止油泄漏〕✧JPH09112549A〔设置：由橡胶构件和弹簧钢弹性接合构成的密封构件；作用：安装和拆卸简单，便于维护〕✧JPH07119743A〔设置：各弹性膜介于阻尼器支撑部和阻尼器可动部之间在其两侧，每个弹性膜的两个端部插入槽的内部；作用：结构简单，防止漏油〕✧JP1992000013A〔设置：在滚动轴承的外圈上形成作为油通道的圆形槽，并且在轴承壳体的与推力接收局部别离的端部与壳体固定构件之间的接触面上提供弹性件；作用：提高阻尼效果和强度，提高可生产性，降低制造本钱〕➢非油膜阻尼器结构✧CN103307101A〔由弹性支承、金属橡胶环和电磁阻尼器构成的混合式阻尼器〕✧➢阻尼器的安装方式✧EP1942291A1〔用于电机的转子安装组件〕。
挤压油膜阻尼器油膜阻尼系数识别及分析
挤压油膜阻尼器油膜阻尼系数识别及分析周海仑;冯国全;张明;艾延廷【摘要】为了进行挤压油膜阻尼器油膜阻尼系数识别的实验研究，首先，利用信号发生器和功率放大器对双向激励实验器进行激振；然后，借助阻抗头获得激励和响应数据；最后，基于机械阻抗原理，通过最小二乘法拟合，得到挤压油膜阻尼器的油膜阻尼系数。
通过改变油膜宽度和油膜间隙，研究不同挤压油膜阻尼器参数对油膜阻尼的影响。
研究结果表明，随着油膜宽度的线性增大，油膜阻尼呈现非线性增大的趋势。
可以通过增大油膜宽度和油膜阻尼，来提高阻尼器的减振性能。
随着油膜间隙的线性增大，油膜阻尼呈现非线性减小的趋势，减振性能下降。
%In order to identify damping coefficients of SFD,the experimental tests were re-searched.Firstly,the bidirection excitation rig was excited by signal generator and power amplifier. Then the excitation and response data were obtained by impedance stly,damping coefficients of SFD were obtained by the least squares fit based on the principles of mechanical impedance.The in-fluence of SFD parameters on damping coefficients was researched by changing oil width and clearance.The experimental tests show that the oil damping presents a trend of nonlinear increase with the increase of oil width.Oil damping can be increased by increasing the oil width,then the damping performance of the damper is improved.With the increase of the oil film gap,oil damping presents a trend of nonlinear decrease,and damping performance is declined.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2016(027)015【总页数】6页(P2015-2019,2020)【关键词】挤压油膜阻尼器;油膜阻尼;机械阻抗法;双向激励【作者】周海仑;冯国全;张明;艾延廷【作者单位】沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳，110136;中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，沈阳，110015;沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳，110136;沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳，110136【正文语种】中文【中图分类】V231.96在航空发动机中，挤压油膜阻尼器(squeeze film damper，SFD)置于滚动轴承与轴承座之间，它已被证明能有效地抑制和隔离转子振动[1]。
带端封挤压油膜阻尼器减振特性分析及试验
第36卷,总第211期2018年9月,第5期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.36,Sum.No.211Sep.2018,No.5带端封挤压油膜阻尼器减振特性分析及试验王 文,陆晓峰,况成玉,吴志青(中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海 200241)摘 要: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。
关键词:挤压油膜阻尼器;端封;油槽供油;航空发动机转子;鼠笼弹支;减振中图分类号:TK011 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)05-0476-05Analysis and Experiment on Vibration Reduction Characteristicsof Squeeze Film Damper with End SealWANG Wen,LU Xiao -feng,KUANG Cheng -yu,WU Zhi -qing (Aecc Commercial Aircraft Enging Co.,Ltd.,Shanghai 200241,China)Abstract :The purpose of this paper is to establish the simulation model of SFD and predict the damping characteristics and vibration reduction.The theoretical analysis and numerical simulation model of the aeroengine with end seal and groove -fed SFD are established.Based on the analysis and coparison of the two structural SFD with the test results provided by the San Andrés literature,the simulonion model and manufactureda rotor test rigs with squirrel cage and SFD,then analyzed the damping characteristics of the designed SFD and the unbalance response of the rotor -bearing system.The damping effect of the designed SFD was studied through experiments,and the results of experiments shows the same as simula⁃tions.Key words :squeeze film damper;end -seal;groove -fed;aeroengine rotor;squirrel cage;vibration re⁃duction收稿日期 2018-06-10 修订稿日期 2018-09-06作者简介:王文(1983~),男,硕士研究生,工程师,主要研究方向为航空发动机转子动力学、整机振动及挤压油膜阻尼器动特性研究。
金属橡胶挤压油膜阻尼器阻尼性能分析
金属橡胶挤压油膜阻尼器阻尼性能分析
姜洪源;张蕊华;赵克定;НовиковДК
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2005(26)2
【摘要】为了降低发动机转子高速旋转产生的振动, 提高发动机的使用寿命, 设计了一种端部安装金属橡胶环的新型挤压油膜阻尼器, 并在π油膜假设条件下, 利用斯托克斯方程和雷诺方程, 给出了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的流量表达式以及非线性油膜力的近似表达式。
通过传统短挤压油膜阻尼器和新型金属橡胶挤压油膜阻尼器的流量特性和油膜力特性的对比分析, 表明新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的阻尼性能和良好的节流特性。
并通过试验证明了新型金属橡胶挤压油膜阻尼器具有更好的阻尼减振效果。
【总页数】4页(P174-177)
【关键词】金属橡胶;油膜;阻尼器;非线性油膜力;流量特性
【作者】姜洪源;张蕊华;赵克定;НовиковДК
【作者单位】哈尔滨工业大学机械工程系;萨玛拉国立航空航天大学飞行器发动机系
【正文语种】中文
【中图分类】V231.96
【相关文献】
1.弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理研究(2)——弹性环式挤压油膜阻尼器油膜力特性的求解 [J], 周明
2.弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理研究(1)——弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理模型 [J], 周明
3.采用金属橡胶节流环的挤压油膜阻尼器的流量特性分析 [J], 姜洪源;张蕊华;赵克定;Д.К.Новиков
4.金属橡胶外环自适应式挤压油膜阻尼器实验研究 [J], 郭宝亭;马艳红;赵福安;洪杰
5.对挤压油膜阻尼器轴承和旋转机械转子—挤压油膜阻尼器轴承系统动力特性研究的回顾与展望 [J], 夏南;孟光
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弹性环式挤压油膜阻尼器设计因素研究
第 １ ９卷 第 ４埒 Ｊ
３ ０
燃 气 涡 轮 试验 与 研 究
Ｇａ ｕ ｂ ｎ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｓ ａ ｃ ｓ Ｔ ｒ ｉｅ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ｄ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ
Ｖ０ ．９ Ｎｏ４ １ ． ． １
２０ ０ ６年 ｌ １ １，
１ 引言
航 空发动 机转 ｆ的结 构复杂 、 荷 复杂 、 载 工作环
界转 速 时 ，不 平撕 力的影 响将使得 转 子 系统 产 生剧
烈 的振动 。 以 ． 所 在平 衡 的罐 础上 改善 支承 系统 对不
平 衡量 的敏 感性 ． 到振动 控 制的 目的 ， 达 以改善 转 子
境 恶劣 ， 使其 在工作 时承受 多种 激振 源 的作用 。 Ｌ 其１ １ 十 分严 重的激振 源 是 由转 不 衡量 引起 的 同步激
Ｉ ｖ ｓｉ ａ ｉｎ ｏ ｓｇ ｃｏ ｆＥｌ ｓｉ ｎ ｑ ｅ ｚ ｌ ｍｐ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔｏ ｎ Ｄｅ ｉｎ Ｆａ ｔ ｒ ｏ ａ ｔｃ Ｒｉ ｇ Ｓ ｕ ｅ ｅＦｉ Ｄａ ｇ ｍ ｅ
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可控挤压油膜阻尼器振动特性实验研究
张 瑾 王小静 董 健 陈 超 沈轶钒 沈杰希
（ 上海大学机电工程与自动化学院 上海 ２０００７２）
摘要： 提出一种新型可控挤压油膜阻尼器 （ 简称 ＣＳＦＤ） ， 并实验研究该 ＣＳＦＤ 支撑的轴承－转子系统的振动特性。 利用数值方法计算得到了转子系统的临界转速和振型图； 搭建柔性转子振动试验台， 在不同转速和不同的供油压力 下， 对轴颈处位移信号进行测试和分析研究。 实验结果表明： 与普通圆瓦轴承相比， ＣＳＦＤ 轴承对转子的振动起到良 好的抑制作用； 无论是在低速还是高速情况下， ＣＳＦＤ 轴承的供油压力越大， 转子的振幅越小， 特别是在临界转速下 减振效果显著。 通过 Ｈｉｌｂｅｒｔ⁃Ｈｕａｎｇ 变换对升速位移信号进行分析， 发现随着供油压力的增加， 竖直方向上在临界转速 时的能量发散现象严重， 出现较多高频成分。
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｓｑｕｅｅｚｅ ｆｉｌｍ ｄａｍｐｅｒ（ ＣＳＦＤ） ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｏ⁃ ｔｏｒ⁃ｂｅａｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ＣＳＦＤ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｈａｐｅｓ ｏｆ ｒｏｔｏｒ⁃ｂｅａｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｒｉｇ ｗａｓ ｓｅｔ ｕｐ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ⁃ｂｅａｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｉｌ ｓｕｐｐｌｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉ⁃ ｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＣＳＦＤ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｂｅａｒ⁃ ｉｎｇ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｕｐｐｌｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｉｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｔｈｅｒ ａｔ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｏｒ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ，ｅｓｐｅ⁃ ｃｉａｌｌｙ ａｔ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｐｅｅｄ．Ｈｉｌｂｅｒｔ⁃Ｈｕａｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｕｎ⁃ｕｐ ｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｏｉｌ ｓｕｐｐｌｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｐｒｅｔｔｙ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｒｅｇｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｐｅｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．
挤压油膜阻尼器同心度及碰摩对转子振动特性的影响
1
李岩等：挤压油膜阻尼器同心度及碰摩对转子振动特性的影响
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1带挤压油膜阻尼器的转子系统
国内外学者针对SFD的动力学特性等问题开展了 大量研究工作口变］% Gun/r等*5变］研究了挤压油膜阻尼 器的设计，建立了可用于简单对称转子的SFD设计方 法％林富生等研究了带挤压油膜阻尼器转子在碰摩 故障下的非线性振动特性％张俊红等* 8行+研究了带挤 压油膜阻尼器转子发生机匣碰摩故障时的动力学特 性，并考虑了机动飞行的工作状态％ ZSda等［10］基于
基金项目：国家科技重大专项(2017DAD001D038) 收稿日期：2019 -05 -27 修改稿收到日期：2019 -06 -28 第一作者李岩男，博士生,1991年生 通信作者廖明夫男，博士，教授,1960年生
气穴的基本形态，将油膜中气穴的形态分为五种，并提 出半油膜模型具有局限性％ Shian等［11-12+研究了油膜 破裂引起转子发生碰摩故障时的非线性动力学特性, 并重点分析了阻尼器碰摩时转子的混沌现象％
39 1
振动与冲击 JOURNAL OF VIERATIAN AND SHOCK
Vol. 39 Ne. 1 0000
挤压油膜阻尼器同心度及碰摩对转子振动特性的影响
李岩，廖明夫，王四季，赵清周，赵璐
(西北工业大学动力与能源学院，西安710072)
扌商要：为了探明挤压油膜阻尼器存在不同心度以及碰摩故障时转子系统的振动特性，建立了带挤压油膜阻尼器
Key 可。!^：^： rtor； squeeze film damper (SFD) ； dynamic model； vibration response； xsembly non-concont/cita
航空发动机挤压油膜阻尼器结构设计方法
航空发动机挤压油膜阻尼器结构设计方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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专利 滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的制作方法
专利滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的制作方法滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器是一项重要的技术，其制作方法关键是确定设计参数、选择材料、制备加工和组装。
本文将对滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的制作方法进行详细介绍，包括四个步骤：设计参数确定、材料选择、制备加工和组装。
第一步：设计参数确定滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的设计参数包括挤压油膜阻尼器的尺寸、工作参数和工作原理。
首先，根据涡轮增压器的工作要求和系统要求确定挤压油膜阻尼器的尺寸，包括内径、外径和高度。
其次，根据工作参数确定油膜的厚度、流动速度和外部压力等参数。
最后，根据挤压油膜阻尼器的工作原理确定阻尼材料的选择和结构形式。
第二步：材料选择挤压油膜阻尼器的制作需要选择适合的材料，以保证其性能和耐用性。
首先，需要选择具有低摩擦系数和高耐磨性的材料作为滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的阻尼材料，如聚四氟乙烯（PTFE）等。
其次，还需要选择耐热、耐腐蚀和耐拉伸的材料作为挤压油膜阻尼器的外壳材料，如不锈钢等。
第三步：制备加工挤压油膜阻尼器的制备加工主要包括材料的加工和组装。
首先，需要将所选的阻尼材料进行切割或加工成合适的尺寸和形状。
然后，根据设计参数，将阻尼材料装配到外壳材料中。
最后，进行加工处理，如研磨和抛光等，以保证挤压油膜阻尼器的表面粗糙度和光洁度。
第四步：组装挤压油膜阻尼器的组装是最后一步，也是最关键的一步。
首先，需要将制备好的油膜阻尼器的阻尼材料和外壳材料进行组装。
组装时需注意保持适当的间隙和接触面积以确保阻尼器的正常工作。
然后，将组装好的挤压油膜阻尼器与涡轮增压器中的滚动轴承结合起来。
最后，进行整体调试和测试，以确保挤压油膜阻尼器能够正常工作和提供良好的阻尼效果。
综上所述，滚动轴承涡轮增压器的挤压油膜阻尼器的制作方法包括设计参数确定、材料选择、制备加工和组装。
这些步骤需要根据具体的要求和条件进行，以确保挤压油膜阻尼器能够满足涡轮增压器的工作需求，并具备良好的耐用性和阻尼效果。
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Ｄ ｃｍｂ ｒ ０ ８ ｅｅ ｅ ０ ２
挤压 油 膜 阻尼 器 试 验 台设 计 和 试 验 分 析
杨 秋 晓 谭 庆 昌 ，
（． １ 北华大学 机械 工程学院， 吉林 吉林 １ ２２ ；．吉林大学 机械科学与工程学院， ３ ０ １２ 吉林 长春 １０ ２ ） ３０ ５
频率和振 幅的激励ｒ ∞； ９ 前者受 系统 刚度 的影响而 产生不平衡 动载 荷 的计 算误 差 ， 后者 不便 于研究
Ｓ Ｄ对 振 幅 的 抑 制 能 力 。为 此 ， 计 制 造 了 试 验 Ｆ 设
是评价理论研究结果 ， 寻找理论研究和工程适用 的 分析工具； 三是评价工程设计方案。
速转子系统所采用 。其结构和工作原理很简单 ： 将
等因素的影响 ， 用第二种方法分析油膜力较困难 ； 第 三 种方 法 只能评 价 上 述 两种 系数 ， 而其 它 力 系 数 很
难进 行 物理 解 释 。因 此 ， 力 测 量是 主要 的试 验 方 压 法 。上述 试 验 中的 强 制运 动 所 需 的动 力 ， 利 用 转 是 子不 平衡 产生 的动载荷 Ｌ ， ８ 或对 Ｓ Ｄ轴 颈施 加 固定 ］ Ｆ
ｎ ｚ ｔ ｎ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓｓ ｇ ｅ ｔｄ Ｏｉ ｆ ｍ ｒ ｓ ｕ ｅ ｗａ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｉ ｏ ｎ ｏ ｂ ｙ 一 ｉａ ｉ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅｉ ｕ ｇ ｓｅ ． ｌ ｉ ｐ ｅ ｓ ｒ ｖ ｒｑ ｅ ｃ ｓ ｆ ｕ ｄ ｔ ｅＲｅ ｎ ｏ ｌ
●
ｏ ｄ ｕ ｂ ｒｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｌ ｓｎ ｍ ｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｅ ｔ ｇ ｍａ ｈｎ ；ｑ ｅ ｚ ｉ ｄ ｍｐ ｒ ｒ ｔ ｒｄ ｎ ｍ ｉｓ ｖｂ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｒ ｓ ｔｓ ｉ ｃ ｉｅ ｓ ｕ ｅ ｅｆｌ ｎ ｍ ａ ｅ ；ｏ ｏ ｙ ａ ｃ ； ｉ ｒ ｔ ｏ ｔｏ ｏ
１ 引 言
挤压 油膜 阻尼 器 （Ｆ 首先 被 提 出并应 用 于 航 Ｓ Ｄ）
测量压力分布， 数据经数值计算 ， 可获得油膜径 向和 切 向力分 量 Ｌ ］ 相 关 动 力 系 数Ｉ４； 是 （ 些 试 １ 或 ｓ 二 ， 有
验 ） 用压 电测力计 或应 变 仪 ， 接测 量强 制运 动下 使 直 的油 膜反 作用 力 ＿ ， 施 加 在 Ｓ Ｄ运 动 元 件 上 的 ５ 或 ］ Ｆ
空涡轮发动机转子——轴承系统 ， 用于抑 制不平衡 响应 、 减小共振振幅、 减小外传动载荷并使系统顺利
通过 临界转 速 ；Ｆ Ｓ Ｄ正 逐 步 被其 它工 业 涡 轮 机 等 高
力； 三是（ 少数试验） 针对油膜阻尼系数和惯性 系数 进 行试 验 研 究 ［ Ｊ 由于 受 运 动 原 件 刚度 和 惯 性 ５ 。 ８
的频率 。
关键词 ： 试验机 ； 压油膜阻尼器 ； 子动力 ； 动控 制 挤 转 振
中 图分 类 号 ： ＴＨ１ ２ ２
Ｔｅ ｔＲ ｉ ｓ ｇ ｎ ｓ ｓ ｇ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｔｅ ｔＡｎａ ｙ ｉ ｆ Ｓ ｕ ｅ ｅ Ｆｉｍ ｍ ｐ ｒ ｌ ｓ ｓ ｏ ｑ ｅ ｚ ｌ Ｄａ ｅ
Ｙａ ｇ Ｑｉｘ ａ Ｔａ ｎ ｃ ａ ｇ ｎ ｕ ｉｏ ， ｎ Ｑｉｇ ｈ ｎ 。
（ ． ｏｌｇ ｃ ａ ｉ ｌ ｇ ｎ ｅｉｇ， ｉｕ ｎｖｒｉ Ｊ ｌ ｉ ｎ １ ２ ２ ； １ Ｃ ｌ ｅ ｆ Ｍｅｈ ｎｃ ｉｅｒｎ Ｂｅ ａＵ ｉｅｓ ｙ， ｉ ｎＪ ｌ ３ ０ １ ｅ ｏ ａ Ｅｎ ｈ ｔ ｉ ｉ
传统滚动轴承的外环与轴承孔之间留有一定 间隙并
充满润滑油 ， 通过 限制外环的 自 ， 转 使润滑油因受挤
压 而产 生 （ 有承 载 和阻尼 能力 的） 具 挤压 油膜 。 目前 尚无 可 直接用 于 Ｓ Ｄ理 论 分析 和工 程 设 计 的模 型 ， Ｆ 因而试 验分 析是 主要研 究 手段 。试 验研 究有 三个 主 要 目的 ： 一是 观察 和 发 现 Ｓ Ｄ 的各 种 力 学 现 象 ； Ｆ 二
摘 要： 设计制造 了一 个挤 压油膜阻尼器 （ Ｆ ） Ｓ Ｄ 试验 台， 介绍 了试验 台原理 和试验方法 ， 验分析 了承受径 向振 动 试
’
． 文献标识码 ： Ｂ
载荷 的（ Ｆ ） ｓ Ｄ 长轴承模型 的性 能 ， 出了（ Ｆ ） 提 ｓ Ｄ 同步频率响应设计 准则。试验结果显示 ： 油膜雷诺数影 响压力 响应
２ Ｃ ｌ ｇ ｆＭｅｈ ｎｃ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒｎ Ｊ ｌ ｎｖ ｒｉ Ｊ ｌｎ ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ５ ． ｏｌ ｅ ｃａ ｉａ ｉｎｅａ ｄ Ｅ ｇ ｎｅｉｇ， ｉｉ Ｕ ｉｅｓｔ ｉ ａ ｇ ｈ ｎ １ ０ ２ ） ｅ ｏ Ｓ ｎ ｙ， ｉ Ｃ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｅ ｔｒｇ ａ ｄ ｉｓｐ ｉ ｃｐ ｅｆ ｒｔ ｓｉｇ ｏ ｎ ｑ ｅ ｚ ｉ ｄ ｍｐ ｒ（ ＦＤ）ａ ｅｇｖ ｎ，ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒｎ ｉ ｌ ｏ ｅ ｔ ｆｌ ｇ ｓ ｕ ｅ ｅｆ ｍ ａ ｅ Ｓ ｎ ｏ ｌ ｒ ｉｅ ｈ ｔｓ ｔ ｏ ｎ ｅ ｕ ｔ ｎ ｌｓｓｏ ｎ Ｆ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｒ ｌｏ ｅ ｔｍｅ ｈ ｄａ ｄｒ ｓ ｌ ａｙ ｉ ｎ ｌ ｇ Ｓ Ｄ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ｅａｓ 。Ａ ｅ ｉｎ ｒ ｌ ｆＳ ａ ｏ ｄ ｓｇ ｕ ｅｏ ＦＤ ｙ ｃ ｒ — ｓ ｎ ｈ ｏ
相 关试验 方法 主 要 有 三 种 ： 是 （ 多 数 试 验 ） 一 大
［ 收稿 日期］ ２ Ｏ —１ 一２ ｏ８ Ｏ ２ ［ 基金项 目］ 国家 自 然科 学基金项 目（ ９７ ０ ２ ５ ９ ５４ ） ［ 作者简介］ 杨秋晓（ ９ ５ ， ， １ ６ 一）男 副教授 ， 研究方 向： 机械设计理论 。