Konstrukteure von rotierenden Systemen können durch geometrische und technische Randbedingungen gezwungen werden Rotoren so auszulegen, dass sie überkritisch betrieben werden müssen. In manchen Fällen liegen die Resonanzen des Systems sogar im Betriebsbereich. Ist dies der Fall muss sichergestellt werden, dass die in den Resonanzen entstehenden Amplituden ein kritisches Maß nicht überschreiten. Eine solche Begrenzung der Amplituden kann durch das Einbringen von externer Dämpfung erfolgen. Als Beispiel hierfür kann der Einsatz von Quetschöldämpfern im Triebwerksbau genannt werden. In diesem Beitrag wird der Umbau eines großen Rotorenprüfstandes an der Technischen Universität Darmstadt am Fachgebiet Mechatronik im Maschinenbau beschrieben. Ziel ist es die zurzeit eingesetzten passiven Quetschöldämpfer durch Piezostapelaktoren zu ersetzten und die durch Unwuchten erzeugten Schwingungen aktiv zu verringern. Der Einsatz von Piezoaktoren zur Erzeugung einer dämpfenden Wirkung bringt im Zusammenhang mit rotordynamischen Systemen viele Vor-, aber auch Nachteile und Probleme mit sich. Diese sollen innerhalb dieses Beitrages beschrieben werden. Damit eine Realisierung gelingen kann, werden zur Behebung der Probleme Lösungsansätze vorgeschlagen. Nach der Beschreibung des bestehenden Prüfstandes, wird in einem ersten Teil die Auslegung von Piezoaktoren beschrieben. Der zweite Teil befasst sich mit der konstruktiven Umsetzung der Integration der Aktoren in den bestehenden Prüfstand. In diesem Zusammenhang sind: Eigenerwärmung der Aktoren, Schutz der Aktoren im Überlastfall oder Verringerung von Scherbelastungen.
Konstruktives und simulatives Ersetzen von passiven Quetschöldämpfern durch aktive Piezoaktoren für einen Flugtriebwerksniederdruckrotor
2009
10 Seiten, 14 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
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