擠壓油膜阻尼器簡介

擠壓油膜阻尼器(Squeeze Film Damper,簡稱“SFD”)是上世紀60年代發展起來的一種新技術,到了80年代得到較快的發展。由于其減振效果顯著,占用空間小,故首先在航空發動機上得到應用,目前以成為減小發動機振動的典型設計。

SFD基本結構如圖1所示,將滾動軸承的外環與軸承座間的過盈配合改為適當的間隙配合,并在滾動軸承外環過盈配裝一個套作為SFD的內環,用銷釘或鼠籠式彈性支承限制這一內環的轉動,在間隙中充滿滑油,軸頸渦動擠壓內外環之間的滑油,通過滑油的粘性阻尼,將動能轉化為內能,從而起到減振的作用。

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圖1 SFD結構簡圖

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圖2 多孔環SFD

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圖3 彈性環式SFD

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圖4 浮環式SFD

SFD有兩種基本形式,即所謂的同心型和非同心型。同心型結構有定心彈簧(一般為鼠籠彈性支承),轉子的重力假設可以被彈性支承初始恢復力所平衡,因此在分析轉子的動力特性時可略去重力的影響,且在大部分情況可假設轉子的穩態響應軌跡為圓。對于非同心型擠壓油膜阻尼器則必須考慮重力的影響(立式轉子除外),轉子的穩態響應軌跡也不能假設為同心圓,故分析起來要復雜得多。

SFD盡管具有明顯的減振效果,但如果設計不好或轉子系統的不平衡惡化,油膜力的非線性會大大增加,因而會導致許多有害的非線性響應,如轉子的非協調進動、雙穩態跳躍、和過不了臨界轉速“鎖死”等情況。為了克服上述不足,目前出現了多種改進型的SFD,如圖2~圖4分別所示的多孔環SFD、彈性環式SFD和浮環式SFD等,可以較大程度上避免由于SFD非線性因素帶來的危害響應。


(來源:天津大學 作者:高天)


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