转子减振系统

1、 转子动力学张国烨 15721757 导 师：李松生转子减振系统Start目 录转子减振干摩擦减振 3 4 5 6电主轴简介磁力减振总结 1转子振动机理 减振方式Start前 言转子振动机理第一章 挠 度/涡 动 转子轴颈在轴承中转动时，不仅轴颈围绕其中心产生高速旋转，而且轴颈本身还围绕着平衡位置点产生涡旋，这就是你所问的转子涡动。 当轴颈在失稳力的作用下产生涡动后，由于整个转子围绕着平衡位置涡旋，转子将产生离心力，这个离心力又反过来加大轴颈在轴承中的位移量，使失稳力再进一步推动轴颈的涡动。以此下去，愈演愈烈，就形成了油膜振荡。减振方式第二章 途 径一阶临界转速二阶临界转速三阶临界转速降低临界

2、转速降低临界转速降低转子刚度降低支承刚度跨距直径弹性支承消耗减振消耗减振减振途径减振途径摩擦损耗磁力损耗 * 减振方式第二章SDF/ERSDF-挤压油膜阻尼器.SDF/MR-金属橡胶油膜阻尼器.干摩擦阻尼器.磁力阻尼器. * 减振方式第二章 SDF-挤压油膜阻尼器SDF-挤压油膜阻尼器SFD的结构十分简单。它是在转子轴承外圈上连接一个圆柱零件，与轴承座之间形成环形间隙，构成油膜腔。轴承外圈上的圆柱零件称为油膜环。油膜腔内充以压力滑油，产生阻尼减振作用。通常油膜环和轴承外圈是不发生自转的，但允许轴承外圈在油腔内任意涡动1。01 * 减振方式第二章 ERSDF-挤压油膜阻尼器ERSDF-挤压油膜阻

3、尼器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，防止滑油从端面大量泄佩转子振动时，通过挤压内外两层油膜，获得阻尼从而减小振动2。02 * 减振方式第二章 SDF/MR-金属橡胶油膜阻尼器SDF/MR-金属橡胶油膜阻尼器在传统SFD的端部安装金属橡胶环后，由于金属橡胶环的节流作用，在其入口处的压力要高于大气压，所以会使径向间隙中润滑油的压力增大，极大地提高了SFD/MR的阻尼特性，从而可使转子系统以相对较小的振幅顺利通过临界转速区3。03减振方式第二章 SDF/MR-金属橡胶油膜阻尼器-模型建立41100001100=,11

4、bbbbFFxxkkkkxxFFkkk k01aakxxFm g000baabkkxxkm gk k00babk kkkkkk0和kb分别为橡胶环的刚度和油膜刚度平衡方程：SFD/MR系统的等效支承刚度k为：减振方式第二章干摩擦阻尼器干摩擦阻尼器该结构在转轴上安装波形弹性垫片及干摩擦片，通过螺母预紧力矩向波形弹性垫片及各干摩擦片提供轴向正压力.干摩擦片随转子振动并产生相对运动，从而耗散转子涡动能量，达到减振、增强转子稳定性的目的5.04磁力减振第五章简 介磁力减振利用永磁体的同极相斥及磁力随距离的增大而减小的基本原理，使电主轴内部减振系统的两组环形永磁体形成对转轴的径向约束和实现增加系统阻尼的

5、作用，抑制和减小电主轴转子在径向方向上的振动在实现高转速的前提下，使之振动大大减小，提高电主轴的回转精度。05干摩擦阻尼器第三章应 用干摩擦阻尼器第三章摩擦理论发展6达芬奇J. T. Desaguliers库仑F. P. BowdenI D. Tabor苏联学者16世纪17世纪18世纪1930S1939 得到如下的论断:摩擦力与物体接触面的正压力成正比;摩擦力与物体相互接触的名义面积的大小无关7 在大量实验的基础上第一个得到了以下重要结论:摩擦不仅取决于摩擦副的材料，而且还取决于结构参数。 凹凸理论，分子理论 提出了摩擦的分子机械理论，认为摩擦力具有二重性，即摩擦力取决于接触面间分子相互作用力

6、和表面微凸体的机械作用，统一了凹凸理论与分子理沦。 摩擦表面间会产生焊合结点的粘附理论。干摩擦阻尼器第三章模型建立50102102101211121120212( )sin()( )( )cos()( )( )sin()sin()sin()( )()cos()( )( )( )( 21)cos()cos()x tAtx tx tAtx tx tAtFaaAtmFtfAmx tAf tttx tfAx tx tf tttt f 为无量纲摩擦因数8正弦运动规律0,t 粘连时段t1,t2 滑动时段临界状态临界状态（1）（2）（3）（4）（5）电主轴第四章简 介 电主轴的产生基于高速切削力理论9，是在

7、数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机合二为一的新技术，即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部。高速电主轴也被称为“内藏式电主轴”，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。安阳莱必泰机械有限公司、安阳市福沃德机械有限公司、洛阳轴研所等，可生产200多种电主轴产品，额定转速从1500r/min到150000r/min。电主轴第四章工作系统变频器电主轴电源箱泵水箱气源磁力减振第五章模型建立10222 2422222(2)(1)ln40(1) ()(2)M LeleehKeehleh 式中：M-永磁体磁化强度(Wb/m2)； L-轴承之间气隙平均周长(m)； h-轴承的

8、轴向高度(m)； l-轴承的径向厚度(m)； e-单边径向气隙（m）； 0-真空磁导率。总结 转子减振的方式有很多种，比如挤压油膜式、金属橡胶式、干摩擦式、永磁式等等，不同方式也各有优缺点，可以根据转子的工作环境进行选择。但是在这些减振方式中，没有可以承受较大径向力的减振方式，不适合应用在铣削电主轴行业中。而电主轴正向着高转速，高扭矩方向发展，振动问题亟待解决，对减振方式研究带来了极大的挑战。1王继燕. SFD-滑动轴承转子系统动力学分析与优化D.中国矿业大学,2010.2曹磊,高德平,江和甫. 弹性环式挤压油膜阻尼器减振机理初探J. 振动工程学报,2007,06:584-588.3姜洪源，张

9、蕊华，赵克定，等.金属橡胶挤压油膜阻尼器阻尼性能分析J.推进技术，2005, 26 (2 ): 174-177.4张蕊华,姜洪源,夏宇宏,罗明军. 金属橡胶挤压油膜阻尼器刚度分析J. 湖南科技大学学报(自然科学版),2009,01:28-31.5陈巍,杜发荣,丁水汀,韩树军,李云清. 某超高速转子系统减振结构研究J. 航空动力学报,2011,05:1135-1141.6范天宇. 弹性支承干摩擦阻尼器减振研究D.西北工业大学,2006.7林复生，简明摩擦学J.重庆:重庆大学出版社，1987.8Lopez h Busturia J M, Nijmeijer H .Energy dissipation of afriction damper J . Jou