1、 学号：学号： 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 论文题目：论文题目：整体式挤压油膜阻尼器研究整体式挤压油膜阻尼器研究 学 院 名 称 ：学 院 名 称 ： 机 电 工 程 学 院机 电 工 程 学 院 专专 业 ：业 ： 过 程 装 备 与 控 制 工 程过 程 装 备 与 控 制 工 程 学 生 姓 名 ：学 生 姓 名 ： 导 师 姓 名导 师 姓 名 ： 开 题 日 期 ：开 题 日 期 ： 2015 年年 1 月月 29 日日 考核考核 成绩成绩 审核审核 小组小组 成员成员 以及以及 职称职称 姓姓 名名 职职 称称 1 一、题目背景和意义一、题目背景和意义 这次毕
2、业设计的课题是：整体式挤压油膜阻尼器研究。 自从第一篇有关转子 动力学的论文由 Rankine1发表以来，转子动力学作为动力学的一个独立分支得 到了极大的发展。现代动力机械的发展呈现出大功率、高效率、高稳定性的发展 趋势，而随着航空业和机械工业的发展，航空涡轮发动机、大功率汽轮大电机及 离心压缩机的核心部件都是由轴承支撑的高速转子组成。而在高速转子系统中， 振动的影响无疑是最大的。由于转子、转子轴和轴承系统的寿命决定了整台机械 的寿命，因而转子系统也是决定产品性能、可靠性和结构完整性的重要因素 2。 在工程实践上，应用阻尼减振器不失为一种很好的办法。目前，在转子系统上应 用最广泛的阻尼减振器就
3、是基于挤压油膜应力设计的挤压油膜阻尼器（Squeeze Film Damper），简称 SFD。 SFD 减振技术于 1962 年问世，英国 Rolls Royce 公司的 S.Cooper 发表 了在实验研究方面的成就，没多久便在 Conway发动机上得到了成功地使用， 并取得了良好的减振效果。 从此之后， SFD 的研究和应用便获得了快速的发展3。 SFD 轴承作为一种新型减振阻尼器，具有结构简单、占用空间少、易制造、减 振效果显著等特点，因而应用范围越来越广泛。 该种阻尼器具有内外两层油膜, 由弹性环的凸台分割成多个油腔, 内外油 膜通过弹性环上的渗油孔连通, 阻尼器端面带有封油胶圈,
4、防止滑油从端面大 量泄漏。 转子振动时, 通过挤压内外两层油膜, 获得阻尼从而减小振动 4。 但是， 我们发现了 SFD 在应用中存在的许多问题。 其中对 SFD 性能研究影响最大的就是 转子-SFD 系统非线性问题，而影响转子-SFD 系统的线性和非线性因素较多，对 SFD 轴承结构的不断优化也是改善非线性问题的方法之一。本文将以工程应用为 背景， 对 SFD 发展过程中出现的不同结构的优劣性以及各种结构对 SFD 性能的影 响做出对比举例，分析不同结构产生非线性的原因，分析非线性现象对 SFD 的影 响。其中，以对最新的整体式挤压油膜阻尼器（ISFD）的研究为重点。 2 挤压油膜阻尼器有同
5、心型和非同心型两类。 后者无定心弹簧, 阻尼器造价低, 占空间小,在相同工作条件下减振特性优于前者。但是, 这种阻尼器通常使得转 子中心涡动轨道不是同心圆, 因而在理论处理上比较复杂 5。 二、国内外研究现状二、国内外研究现状 在对 SFD 的研究中，我们发现了以下几个比较重要的问题： 1.双稳态双稳态现象现象 双稳态现象是 SFD 支承的转子系统所具有的一个重要特征， 它影响着转子 系统的安全运行，许多学者对此现象进行了深入的研究，转子转速高过某一转速 后，在同一转速下，可出现多个轴颈偏心率的值6。文献7、8采用协调圆响应 的假设，对 SFD 稳态响应及双稳态响应的稳定性进行了分析，并得出了
6、发生双 稳态现象时的参数条件。文献9则分析了 SFD 的流体惯性力对系统双稳态响应 的影响，并得出了结论：流体惯性力对系统在亚临界及超临界的双稳态情况下具 有明显的抑制作用的。通过研究，我们已经得到了以下结论：1.带挤压油膜阻尼 器转子如参数匹配不当或不平衡力较大, 容易出现双稳态现象；2 . 转子动力特 性发生跳变时, 偏心率、传递率与落后相角均同时发生跳变；3 . 轴承参数过小 或(和) 不平衡偏心比过大容易发生双稳态现象。同样 B 值发生双稳态现象时, 不平衡偏心比 U 越高, 升速时偏心率下跳的转速也越高； 4 适当选择轴承参数 B 和控制转子不平衡量可在工作转速范围内避免出现双稳态现象具体设计中可通 过适当选取阻尼器长度、间隙和弹性支承刚性来增大阻尼器轴承参数 B10 。 2.非线性非线性现象现象 转子动力学问题绝大多数是非线性问题。 几十年前人们已经从油膜涡动现像 中观察到了系统的非同步振动，到了 80 年代和 90 年代，非协调响应、双稳态 响应和拟周期运动成为转子系统非线性动力特性的主要研究内容，尤其在对
