Title of article :
Dynamic Analysis of a Rotor Supported on Ball Bearings with Waviness and Centralizing Springs and Squeeze Film Dampers
Author/Authors :
MOdaresahmadi, S. Department of Mechanical Engineering - TarbiatModares University, Tehran , Ghazavi, M. Department of Mechanical Engineering - TarbiatModares University, Tehran , Sheikhzad Sarvani, M. Department of Mechanical Engineering - University of Wollongong, Wollongong, Australia
Abstract :
Squeeze film dampers (SFDs) are often used in machines with high rotational speed to reduce non-periodic behavior by creating external damping. There are some structural parameters which are of great importance in designing these systems, such as oil film thickness and inner race mass of SFD. Moreover, there is a crucial parameter associated with manufacturing process, under the title of waviness. Geometric imperfections are often called waviness if its wavelength is much longer than Hertzian contact width. In this paper, a system of a flexible rotor and two ball bearings with squeeze film dampers and centralizing springs and also consideration of waviness has been modeled and solved by a numerical integration method to investigate the system dynamic response. Results show that by increasing the number of wave lobes, non-periodic and chaotic behavior increases. This reveals the importance of manufacturing accuracy and necessity of taking this term into account in simulations. Moreover, by changing the oil film thickness, it is revealed that there is an optimal value for this parameter to provide maximum damping. In addition, with increasing the inner race mass of SFD, the disc displacement amplitude increases. This reveals the importance of utilizing light materials in manufacturing the SFDs
Farsi abstract :
دمپرهاي فيلم فشار (SFD) معمولا در ماشينهاي دوار با سرعت بالا استفاده ميشوند تا رفتار نامتناوب سيستم را با ايجاد
ميرايي اضافي، كاهش دهند. چندين پارامتر ساختاري وجود دارد كه در طراحي اين نوع سيستمها از اهميت ويژهاي
برخوردارند، از جمله اين پارامترها ميتوان به ضخامت فيلم روغن و جرم حلقهي داخلي SFD اشاره نمود. بعلاوه، پارامتر
بسيار مهم ديگري نيز وجود دارد كه در مراحل ساخت و توليد ياتاقان بروز ميكند، به نام اعوجاج. نواقص و عيوب هندسي را
غالبا اعوجاج مينامند، اگر طول موج آن بسيار بزرگتر از عرض تماس Hertzian باشد. اين عامل، منبعي قابل ملاحظه در
توليد ارتعاشات در ياتاقانهاي غلتشي ميباشد. در اين مقاله، سيستمي داراي روتور انعطاف پذير و دو ياتاقان غلتشي معوج به
همراه دمپرهاي فيلم فشار و فنرهاي مركز گرا مدلسازي شدهاند و معادلات حركت آن به كمك روش انتگرال عددي حل شده
و پاسخ ديناميكي سيستم بدست آمده است. نتايج بدست آمده نشان ميدهند كه با افزايش تعداد موجهاي مربوط به اعوجاج كه
حاصل از فرايند ساخت نامناسب ميباشد، رفتار نامتناوب و بعضاً آشوبناك سيستم افزايش مييابد. اين مطلب گوياي اهميت
دقت در ساخت و لزوم در نظر گرفتن اين عامل در شبيهسازي سيستم ميباشد. بعلاوه، با تغيير ضخامت فيلم روغن، مشخص
ميگردد كه يك مقدار بهينه براي اين پارامتر وجود دارد كه حداكثر ميرايي را فراهم ميآورد. همچنين با افزايش جرم حلقهي
داخلي SFD ، دامنهي جابجايي ديسك افزايش مييابد. اين مطلب اهميت بكارگيري مواد سبكتر در ساخت دمپرهاي فيلم
فشار را نشان ميدهد
Keywords :
Squeeze-film Damper , Ball Bearing , Bifurcation , Waviness
Journal title :
Astroparticle Physics