Снижения амплитуды вибраций можно добиться различными способами — уменьшением эксцентриситета центра массы ротора (балансировкой), снижением критической частоты вращения, а значит и неуравновешенной силы, величина которой пропорциональна квадрату частоты вращения ротора (частотной настройкой), увеличением диссипации энергии колебаний в роторной системе (демпфированием).
Последние две функции и выполняют демпферные опоры в газотурбинных двигателях, которые часто называют также упруго-демпферными.
Более подробная информация находится в подразделах ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОПОРЫ, УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ и DAMPER R3.1 .
Конструкции демпферных опор весьма разнообразны, но независимо от этого они выполняют две основные функции:
- Снижают жесткость опоры ротора, что приводит к изменению упругой динамической системы двигателя. При этом снижаются частоты собственных колебаний системы, устраняются резонансы на рабочих режимах.
- Поглощают энергию колебаний динамической системы двигателя, превращая её в тепло, что не позволяет развиваться большим амплитудам колебаний, динамическим нагрузкам и напряжениям во всех деталях двигателя.
Основные требования к демпферным опорам
- Опора должна обладать определенной радиальной жесткостью, которая определяется из расчетов полной динамической системы двигателя. Целью этих расчетов является устранение резонансных частот из области рабочего диапазона двигателя.
- Суммарная жесткость силовых элементов опоры, передающих нагрузку от корпуса упруго-демпферной опоры (УДО), должна быть в несколько раз выше жесткости гидродинамического демпфера с упругим элементом.
- Опора должна обладать вполне определенной демпфирующей способностью для предотвращения повышенных уровней вибраций в узлах двигателя в различных условиях его работы, в том числе экстремальных.
- Опора должна допускать радиальные упругие деформации достаточной величины. Для предотвращения больших радиальных деформаций, напряжений упругих элементов и выхода их из строя в опоре выполняются ограничители радиальных перемещений, которые вступают в работу лишь при экстремальных нерасчетных условиях работы.
- Для обеспечения центрального расположения ротора по отношению к корпусу базовая поверхность упругих элементов смещается на величину статической деформации опоры (разгрузка веса).
- В конструкции демпферной опоры должны быть предусмотрены элементы, позволяющие регулировать ее демпфирующие свойства и оптимизировать при экспериментальной доводке.
- Для обеспечения стабильности и определенности динамических характеристик опор необходима высокая точность изготовления ее упругих элементов, посадочных поверхностей, зазоров, калибровочных отверстий.