以一臺單級直齒齒輪箱為研究對象,設(shè)計(jì)了適配的整體式擠壓油膜阻尼器（integral squeeze film damper,簡稱ISFD）結(jié)構(gòu),對ISFD在齒輪箱中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。分別測量了在不同載荷和轉(zhuǎn)速工況下,齒輪箱安裝傳統(tǒng)剛性支承和ISFD彈性阻尼支承后的箱體振動。研究結(jié)果表明,ISFD彈性阻尼支承可以有效降低不同轉(zhuǎn)速下齒輪箱的沖擊振動,改善齒輪箱的動力學(xué)性能,保證齒輪系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。不同載荷工況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:ISFD支承對不同負(fù)荷的齒輪箱有較好的減振性能;對齒輪箱的嚙合頻率及其倍頻等高頻振動成分,ISFD也有較好的抑制效果。該研究結(jié)果可為ISFD在齒輪箱中的實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。 

【文章來源】：振動.測試與診斷. 2020,40(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

軸承支承安裝

與傳統(tǒng)的鼠籠式擠壓油膜阻尼器結(jié)構(gòu)不同，IS-FD集彈性支承與擠壓油膜于一體，采用電火花線切割技術(shù)進(jìn)行一體式加工，結(jié)構(gòu)簡單，軸向占用空間小。如圖1所示，筆者設(shè)計(jì)的ISFD結(jié)構(gòu)主要包括外、內(nèi)邊緣兩部分，通過周向布置的S形彈簧連接為一個整體，這些S形彈性結(jié)構(gòu)決定了ISFD的徑向剛度。在內(nèi)、外邊緣之間是分段的擠壓油膜區(qū)域，通過擠壓油膜效應(yīng)為系統(tǒng)提供黏性阻尼。由于采用分段的擠壓油膜結(jié)構(gòu)，大大減小了油膜力的非線性。筆者根據(jù)齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了2種尺寸的ISFD，主、從動軸ISFD結(jié)構(gòu)參數(shù)分別如表1,2所示。

傳統(tǒng)的SFD會產(chǎn)生隨頻率和振幅變化的油膜剛度以及非線性的油膜力，使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)性能惡化。ISFD獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其油膜剛度和油膜阻尼具有相對獨(dú)立性，即ISFD具有動力學(xué)解耦合能力[15]。ISFD支承系統(tǒng)的剛度主要由S形彈簧決定，通過改變S形彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以得到不同的徑向剛度。圖2為傳統(tǒng)軸承支承系統(tǒng)和ISFD支承系統(tǒng)力學(xué)模型，可以看出，ISFD支承系統(tǒng)在傳統(tǒng)軸承支承系統(tǒng)的基礎(chǔ)上串聯(lián)了ISFD的剛度和阻尼。由于ISFD的徑向剛度比軸承低幾個量級，振動變形將主要集中在S形彈簧結(jié)構(gòu)上，有利于延長軸承壽命，使整個支承系統(tǒng)的徑向剛度降低。同時，ISFD的擠壓油膜阻尼使支承系統(tǒng)的阻尼系數(shù)大大增加，有利于提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的阻尼比。ISFD的能量耗散機(jī)理與傳統(tǒng)SFD的不同。圖3為傳統(tǒng)SFD和ISFD的能量耗散機(jī)理對比[15]，傳統(tǒng)SFD是靠擠壓油膜過程中的油膜環(huán)形流動（ΔQs）產(chǎn)生的黏性阻尼力耗散振動能量，當(dāng)軸頸偏心量較大即振幅較大時，會產(chǎn)生較大的非線性油膜力，使阻尼器減振性能變壞。ISFD是通過各分隔油膜區(qū)域的擠壓油膜效應(yīng)和進(jìn)出口的活塞效應(yīng)產(chǎn)生阻尼，油膜不發(fā)生環(huán)形流動（ΔQs=0），有效避免了非線性油膜力的產(chǎn)生。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Experimental study on vibration suppression of gear shaft misalignment with ISFD[J]. 路凱華,He Lidong,Zhang Yipeng,Chen Zhao,Yan Wei.  High Technology Letters. 2019(01)
[2]ISFD阻尼液黏度影響齒輪軸系減振特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 路凱華,何立東,范文強(qiáng),楊建江,張翼鵬.  機(jī)械傳動. 2019(02)
[3]基于ISFD彈性阻尼支撐的齒輪軸系減振實(shí)驗(yàn)研究[J]. 路凱華,何立東,張俎琛.  北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]顆粒阻尼器配置對齒輪傳動系統(tǒng)動特性影響[J]. 肖望強(qiáng),黃玉祥,李威,林宏,陳智偉.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(07)
[5]阻尼支撐圈在齒輪箱中的應(yīng)用[J]. 戴光昊,余曉輝,尹遜民,高長偉.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(09)
[6]阻尼環(huán)對齒輪系統(tǒng)軸向振動的減振特性研究[J]. 王慶洋,曹登慶,楊軍波.  振動與沖擊. 2013(06)
[7]采用阻尼環(huán)降低齒輪傳動振動噪聲的研究[J]. 毛炳秋,林莉,曹挺杰.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2005(01)
[8]阻尼減振技術(shù)在傳動齒輪裝置上的應(yīng)用研究[J]. 王國治,孫培林,方開翔.  華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 1994(03)



本文編號：3329147