钢板厚度对多层波纹转子阻尼器刚度特性的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第2期湖南科技大学学报(自然科学版)Vo1．22No．22007年6月JournalofHunanUniversityofScience＆Technology(NaturalScienceEdition1Jun．2007钢板厚度对多层波纹转子阻尼器刚度特性的影响姜洪源，郝德刚，孙毅(哈尔滨工业大学&机电学院，b．航天学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：多层波纹钢板转子阻尼器是利用干摩擦作用实现阻尼减振的转子支撑阻尼器，钢板厚度是影响阻尼器特性的主要因素．在Hertz接触分析模型基础上，对多层波纹钢板转

2、子阻尼器的刚度特性进行了研究．给出波纹钢板阻尼器刚度的计算方法和计算实例，并通过静态实验对理论研究进行验证．研究结果表明，波纹钢板阻尼器的刚度在不同圆周方向上变化较小，钢板厚度对阻尼器刚度影响成非线性关系．图12，参8．关键词：阻尼器；转子系统；刚度；实验研究中图分类号：TB122文献标识码：A文章编号：1672—9102(2007)02—0023—04转子系统的动力学特性直接影响整机的性能和力学参数，直接影响转子的模态和转子的频响特性等．使用寿命，采用阻尼器进行转子支撑具有结构简单、通过对多层钢板阻尼器的刚度特性理论研究，推导出占用空间少、减振效果显著等特

3、点，具有广泛的应用刚度的计算方法，为设计应用提供理论基础．背景f】自从1962年Hamburg和Parkinson发表了一1多层波纹钢板阻尼器设计篇有关挤压油膜阻尼器(SFD)轴承的报告，1963年S．Cooper发表挤压油膜阻尼器的试验和理论分析的结1．1结构介绍果以来，SFD一直是众多研究人员关注的焦点．目前研究多是以挤压油膜作为阻尼元件进行减振和隔振．但采用多层波纹钢板阻尼器支撑的转子系统结构是挤压油膜的工作原理使得该种阻尼器在应用中受简图如图l所示．在该结构中，采用相似波纹形状的到一定限制：(1)结构复杂．为了克服静载荷产生的变弹性钢板3累叠在一起，

4、安装在内环套4和外环套2形，SFD一般采用鼠笼或其它辅助支撑结构，同时需要之间，其中内环套内侧安装滚动轴承5．，而外环套以过一套液压系统，这在一定程度上降低了系统可靠性；盈配合的形式装配到定子l上．转子工作过程中由于(2)性能受环境温度影响较大，在高温或低温环境中偏心载荷产生的不平衡力通过轴承和内环套作用在可能导致阻尼减振失效；(3)油膜厚度决定阻尼器的阻尼器上．阻尼器在这种不平衡力作用下产生弹性变性能，加工精度要求高，制造困难；(4)不适合微小结形．在变形过程中，波纹形状的钢板在层与层之间接触构，例如高速回转的硬盘等转子系统．面上产生相对滑移，因此在层与层

5、相互挤压的过程中多层波纹钢板转子阻尼器是利用干摩擦作用实形成摩擦现象，产生结构阻尼．现阻尼减振的转子支撑阻尼器．与挤压油膜阻尼器相1．2主要结构参数比，多层波纹钢板阻尼器采用了全金属材料，可在高低温等恶劣环境下使用；性能稳定，线性工作范围大；为了提高阻尼器的耐腐蚀性，提高阻尼器的使用寿命，同时保证阻尼器的力学性能，制备阻尼器的钢结构简单，加工、制造、装配方便i2-zl，适用于各种特殊板材料采用不锈钢冷轧钢带，材料牌号为1Cr18Ni7．结构和工作环境．阻尼器的刚度是转子系统的重要动收稿日期：2006一ll-20基金项目：国家自然科学基金资助项目(502750

6、30)作者简介：姜洪源(1960-)，男，黑龙江哈尔滨人，博士，教授，主要从事机械传动与控制方面研究维普资讯http://www.cqvip.com钢带的波纹曲线方程由式(1)给出，主要参数如图2变形．所示．首先建立单周期波纹的弹性模型，根据对称性，以霸单个波纹为研究对象进行受力分析，如图4所示．1．定子；2．波纹钢板阻尼器；3．转子；4．轴承；5．内环套图1多层波纹钢板阻尼器系统结构简图Fig．1Multilayerswave—shapedampersystemstructure图4单周期波纹受力Fig．4Singlewaveforceanalysis根据

7、受力可求得波纹顶点径向的位移：ur=箍．(3)式中，只为载荷在波峰法线方向上的分量；E为为材图2阻尼器几何参数Fig．2Geometricalparametersofthedamper料弹性模量；，为截面惯性矩，，：婴；B为钢板宽度，L=Rl一(n+1一)+一+sin(N~)由于波纹阻尼器与转子通过两个曲面相接触，接触部位是波纹曲面波峰处的微小区域，这样需要考虑(0≤≤21T)．(1)接触产生的变形．接触的尺寸与接触物体的曲率半径式中，为由内向外第i层外表面极径；尺，为安装孔半相比非常小，所加的载荷按静载荷来计算．阻尼器与内径；凡为钢板的层数；为单层钢板厚度

8、；为波纹峰外圈接触可以看作两对平行柱面的接触，接触面