可控挤压油膜阻尼器-转子系统主动控制试验

　　引　言

　　近年来,转子振动主动控制技术得到了广泛的研究,取得了许多成果。但目前的研究大都限于理论方面,试验研究较少。文献[1]提出调节可控挤压油膜阻尼器的结构参数控制转子的不平衡响应。理论研究表明:调节CSFDB的结构参数(油膜间隔c及油膜承载长度L)能有效地控制转子系统振动[2～4]。本文试验研究了调节可控挤压油膜阻尼器的油膜间隙c对转子系统振动的主动控制,取得了良好的控制效果。

　　1　模型转子系统及可控挤压油膜阻尼器

　　试验中利用电液伺服系统调节CSFDB的油膜间隙c控制转子系统振动,原理如图1所示。转子系统工作时,转子转速通过传感器测量,输出为脉冲信号,经过频/压变换为数字信号输入控制器,控制器的输出信号控制电液伺服阀的动作从而控制可控挤压油膜阻尼器轴承外环的移动量,调节CSFDB的油膜间隙产生非线性油膜力控制转子系统振动。试验模型转子系统如图2所示,左支承为刚性支承,右支承为可控挤压油膜阻尼器(CSFDB)。挤压油膜控制器的结构如图3所示,油膜间隙的大小通过调节油膜外环轴向移动量得到。理论计算及分析表明,CSFDB-转子系统只在共振区的振幅较大,而在其他工作转速的振幅很小。因此,在具体实施转子系统振动主动控制中,只对转子系统在共振区的振动加以控制,即当转子转速进入某一共振区时改变CSFDB的油膜间隙(重新配置临界转速)实施对转子系统振动的主动控制,而对转子在其他工作转速范围的振动不加控制。

　　2　试验装置

　　本试验的控制执行机构为专门设计的液压伺服系统,液压伺服系统由航空工业总公司秦峰机械厂生产的YF7型电液伺服阀及力拓实业公司根据用户要求设计开发的BZ003泵站组成。挤压油膜控制器的工作过程为:电液伺服阀工作时,高压油腔与低压油腔的油压产生压差。当油压差足够克服摩擦阻力时,推动油膜外环产生轴向移动,从而调节CSFDB的油膜间隙大小,提供所需的油膜力控制转子系统振动。油膜间隙的大小通过位移传感器测得的油膜外环轴向移动量经换算得到。试验仪器的连接与安装如图4所示。

　　3　试验及结果分析

　　首先,将试验模型转子系统安装在试验台上,安装时需调整转子系统的两个支承点,确保电机输出轴、左右支承间同心度。标定油膜外环位移传感器,确定传感器电压与位移的关系;然后将电液伺服阀安装在挤压油膜控制器上,并与泵站相接形成液压回路;最后,将试验所用仪器正确连接,慢速转动转子,确认整个试验系统能可靠地工作。调试过程为:启动泵站循环液压油,当油温上升到30℃时锁定油压2MPa。对转子系统作本机平衡,平衡转速为1200r/min。