Active rotor vibration control

• Autorzy: Viteckova M. , Vitecek A. , Tuma J.

Warianty tytułu

PL

Aktywne sterowanie drganiami wirnika

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article deals with the analysis of active vibration control of a rotor which is supported by journal bearings. The oil fi lm between the journal and bushing induces the rotor instability, which causes rotor vibrations if rotational speed is greater than a threshold of system stability. This phenomenon is very important for high-speed rotational machines for which restricts the operational range of the rotational speed. Therefore increasing the rotor stability threshold is very important for preventing rotor vibrations. The rotor instability results in lateral vibrations which do not conform to the forces of the unbalanced masses or other external forces. The frequency of the lateral vibration is slightly less than half of the rotational frequency. The main result of the article is the analytical determination of the infl uence of the setting of the PD type controller on the threshold of stability.

PL

Artykuł omawia analizę aktywnego sterowania drganiami wirnika podpartego łożyskami ślizgowymi. Film olejowy w szczelinie pomiędzy czopem i panwią łożyska wywołuje niestabilność wirnika, co dla prędkości obrotowej większej od progu stabilności systemu powoduje jego drgania. Zjawisko to jest bardzo ważne dla maszyn o wysokich prędkościach obrotowych, ponieważ ogranicza zakres prędkości roboczych. Dlatego podwyższenie progu stabilności wirnika jest bardzo znaczące dla zapobiegania drgań wirnika. Niestabilność wirnika przejawia się drganiami poprzecznymi, które nie są w zgodzie z siłami niewyważenia oraz pozostałymi siłami zewnętrznymi. Częstotliwość tych drgań poprzecznych jest nieco mniejsza niż połowa częstotliwości obrotowej wirnika. Podstawowym wkładem artykułu jest analityczne pokazanie wpływu regulatora PD na próg stabilności wirnika.

Słowa kluczowe

EN

active vibration control; rotor vibration; journal bearings

PL

łożyska ślizgowe; aktywne sterowanie drganiami; drgania wirnika

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 32, no. 2
• Strony: 77--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Viteckova M.

• Faculty of Mechanical Engineering, VSB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

autor

Vitecek A.

• Faculty of Mechanical Engineering, VSB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

autor

Tuma J.

• Faculty of Mechanical Engineering, VSB – Technical University of Ostrava, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Adams M.J 2010, Rotating Machinery Vibration. 2nd ed., CCR Press Taylor & Francis Group, Boca Boston.
• 2. Cheng M., Meng G., Jing J. 2006, Non-linear Dynamics of a Rotor-bearing-seal System. Arch. Appl. Mech., vol. 76, pp. 215–227.
• 3. Dimarogonas A.D., Paipetis S.A., Chondros T.G. 2013, Analytical Methods in Rotor Dynamics. 2nd ed., Springer, Dordrecht.
• 4. Ding Q., Cooper J. E., Leung A.Y.T. 2002, Hopf Bifurcation Analysis of a Rotor/Seal System. Journal of Sound and Vibration, vol. 252 (5), pp. 817–833.
• 5. Gash R., Nordmann R., Pfützner H. 2006, Rotordynamik. 2., vollständing neu bearbeitete und erweiterte Aufl age, Springer, Berlin.
• 6. Gosiewski, Z., Górmiński M. 2006, Identifi cation of Physical Parameters of Rigid Rotor in Magnetic Bearings. Mechanics, vol. 25, no. 2, pp.64–71.
• 7. Kiciński J. 2002, Dynamika wirników i łożysk ślizgowych. Wydawnictwo IMP PAN, Gdańsk.
• 8. Kowal J. 1996, Sterowanie drganiami. Gutenberg, Kraków.
• 9. Li S., Xu Q., Wan F., Zhang X. 2003, Stability and Bifurcation of Unbalance Rotor/Labyrinth Seal System. Applied Mathematics and Mechanics, English Edition, vol. 24, no. 11, Nov. 2003, pp. 1290–1300.
• 10. Li S., Xu Q., Zhang X. 2007, Nonlinear Dynamic Behaviours of a Rotor-labyrinth Seal System. Nonlinear Dyn., vol. 47, pp. 321–329.
• 11. Muszyńska A., Bently D. E. 1989, Fluid-generated Instabilities of Rotors Orbit, April, pp. 6–14.
• 12. Muszyńska A., Bently, D.E. 1996, Fluid-induced Instabilities of Rotors: Whirl and Whip – Summary Results. Orbit, March, pp. 7–15.
• 13. Muszyńska A. 2005, Rotordynamics. Taylor & Francis, New York.
• 14. Parks P.C., Hahn V. 1993, Stability Theory. Prentice Hall, New York.
• 15. Tuma J., Bilos J. 2007, Fluid Induced Instability of Rotor Systems with Journal Bearings. Engineering Mechanics, vol. 14, no. 1/2, pp. 69–80.
• 16. Tuma J., Bilosova A., Simek J., Svoboda R. 2008, A Simulation Study of the Rotor Vibration in a Journal Bearing. [in:] Proccedings of the Colloquium DYNAMICS OF MACHINES 2008, 8 p.
• 17. Tuma J., Simek J., Skuta J., Los J. 2013, Active vibration control of journal bearing with the use of piezoactuators. Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 36, pp.618–629.
• 18. Vitecek A., Tuma J., Viteckova M., Koci P. 2008, Active Rotor Threshold Stability Control (in Czech). Acta Mechanica Slovaca, vol. 12, no. 1-A, pp. 13–18.
• 19. Vitecek A., Tuma J., Viteckova M. 2010, Active control of rotor stability. [in:] Proceedings of the 11th International Carpathian Control Conference ICCC’ 2010, Eger, Hungary, May 26–28, pp. 517–520.