静偏心挤压油膜阻尼器-转子系统减振特性分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:renx2000
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挤压油膜阻尼器的主要作用在于减小支承外传力和转子通过共振时的振幅,因其结构简单、质量轻、体积小、减振性能良好等特点,已在现代航空发动机中广泛应用。转子系统作为发动机的基本结构,自身的不平衡特性和临界转速区的振动是引起发动机振动的主要来源,因此在航空发动机上加装挤压油膜阻尼器已发展成为一种趋势。通常因加工工艺,结构自重,结构设计,装配工艺等的影响,挤压油膜阻尼器本身存在静偏心,对系统的稳定运行造成了一定程度上的影响,故对挤压油膜阻尼器转子系统振动特性的理论研究具有很重要的工程价值和实际意义。本文研究了挤压油膜阻尼器转子系统的动力学行为,具体内容如下:基于挤压油膜阻尼器单转子系统模型,分析了挤压油膜阻尼器的减振机理,发现挤压油膜阻尼器只抑制系统共振区的振幅,而在共振区外影响较小。在静偏心对系统减振特性的分析中,发现小静偏心下,挤压油膜的减振特性基本不受影响,随着静偏心的增大,阻尼器的减振效果有所增强,但同时较大偏心也缩小了转子质心的运动范围,迫使油膜内环超出油膜间隙,产生碰摩、突跳等一系列不利现象。研究了含挤压油膜阻尼器和中介轴承的双转子系统的动力学特性,发现高低压转子盘的振动响应表现有较为明显的一致性,高低压转频依次激发系统的一二阶共振;通过频谱分析发现系统发生了组合共振;分析了挤压油膜阻尼器在该系统下的减振特性,并探讨了中介轴承滚动体个数、支承阻尼系数、内转子不平衡量对系统振动特性的影响,在不同的参数下,低压转子表现有不同模式的振动响应。最后建立了静偏心挤压油膜阻尼器—中介轴承双转子系统模型,考虑了竖直方向的静偏心,在不同的静偏心下,总结了系统内能量和非线性力的变化。对于系统存在的小静偏心量,系统仍能保持原有的动力学特性,实现减振效果,但对于较大的静偏心,系统的振动量比较敏感,更容易产生碰摩、突跳等现象,迫使阻尼器失效。在滑油粘度和径向游隙对系统振动特性的分析中发现,较大的滑油粘度系数可以提高系统的抗振性能,而径向游隙的增大会减少轴承内滚道与滚珠之间的接触刚度,对系统的跳跃现象有促进作用。
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