新型金屬橡膠擠壓油膜阻尼器減振性能的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，很多轉子系統(tǒng)的轉速越來越高，從而導致對轉子系統(tǒng)振動控制的要求也越來越嚴格。當轉子轉速接近或加速通過臨界點時，系統(tǒng)將產生很大的振動，使機器的工作效率降低，嚴重的振動會導致元件斷裂，造成事故。由于轉子是高速旋轉設備中的主要部件，轉子使用壽命的降低將直接導致整臺機器使用壽命的降低，因此，如何減振，成為了高速旋轉設備研究中的一項重要的關鍵技術。
　　擠壓油膜阻尼器（Squeeze Film Damper,簡稱SFD

2、）是一種性能優(yōu)良的阻尼減振裝置，通過調節(jié)系統(tǒng)阻尼，從而達到減振的效果。它具有結構簡單、體積小，阻尼效果好等特點，被認為是近幾十年來影響航空領域高速轉子動力學最重要的研究成果之一。
　　本文在國家自然科學基金的資助下（編號：50075017），以改善高速轉子系統(tǒng)中傳統(tǒng)擠壓油膜阻尼器（Squeeze Film Damper，SFD）的油膜力特性及節(jié)流特性為目的，利用彈性多孔金屬橡膠（Metal Rubber，MR）材料耐高溫、高壓、超

3、低溫的特性，以及良好的彈性阻尼特性和節(jié)流性能，研制了一種端部和徑向都使用金屬橡膠環(huán)的新型擠壓油膜阻尼器（SFD/MR）。
　　論文的研究工作從改善轉子系統(tǒng)的等效支承剛度入手，在阻尼器的外環(huán)附加了一層金屬橡膠彈性支承環(huán)，通過調節(jié)其剛度，使整個系統(tǒng)的等效支承剛度由SFD時的高度非線性，轉變?yōu)镾FD/MR的接近線性，另外，通過在其端部安裝金屬橡膠端面密封環(huán)，在保證滑油具有較好散熱性能的同時，既可以降低流量，又可以增強阻尼器的阻尼特性。<

4、br>　　利用Navier-Stockes方程，推導出了定粘度不可壓縮流的SFD/MR油膜壓力分布的基本方程，得到了SFD/MR穩(wěn)態(tài)油膜力(剛性力和阻尼力)的表達式。為分析研究SFD/MR系統(tǒng)的油膜力特性奠定了基礎。
　　對比分析了SFD/MR系統(tǒng)和SFD系統(tǒng)的油膜力特性和流量特性，研究了金屬橡膠外環(huán)剛度、油膜的半徑間隙，以及端封環(huán)的孔隙度、金屬絲直徑對SFD/MR油膜力特性的影響。分析結果表明，與傳統(tǒng)SFD相比，SFD/MR能很

5、好地改善油膜力的非線性特性和流量特性，而且，SFD/MR的流量和油膜力都是可控的，這就使其更適用于滿足不同工況的減振要求，具有良好的應用前景。
　　對比研究了SFD/MR和SFD系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應特性。建立了SFD/MR系統(tǒng)的運動方程和穩(wěn)態(tài)響應的數(shù)學模型。通過對傳統(tǒng)SFD結構進行改進，研制出了新型SFD/MR實驗樣機，并分別對SFD/MR系統(tǒng)和SFD系統(tǒng)進行了實驗研究，理論分析和試驗結果的一致性表明，與SFD相比，SFD/MR系統(tǒng)能使