ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 291
Скачиваний: 5
2. Составляющая со второй гармоникой возникает непосред ственно вблизи резонанса, достигает максимума при скорости вращения, несколько большей резонансной, и затем резко умень шается до нуля (рис. 4). Максимальная амплитуда обратной прецессии соизмерима с амплитудой первой гармоники, несмот ря на то, что исследуется резонанс первой гармоники. Наличие гармоники с двойной частотой связано с возникновением обрат ной прецессии. Следовательно, в этом случае возникает пере-
|
|
|
|
|
|
|
|
/ л* |
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
// |
|
°\ |
А \\X |
|
• |
• |
||
|
|
|
|
|
|
// |
|
|
^ . |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
x |
у |
— |
^ \ |
4 |
|
|
|
|
|
|
і 2 3 4 |
У У |
У У |
8 »- •Л о |
\ |
|
|
|
|||||
^ |
|
у |
|
>• |
|
|
|
|
|
Х |
|
- |
|
|
0 |
|
|
|
|
900 |
|
|
|
950 |
|
|
под/мин |
||
850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рис. |
4. Амплитуды |
обратной |
прецессии ротора при различ |
|||||||||||
|
|
|
|
ной величине |
дисбаланса: |
|
|
|
|
|||||
1 — |
естественный д и с б а л а н с ; |
2 — д и с б а л а н с |
11,41 |
гем |
в |
плоскости |
||||||||
датчика |
I I ; |
3 |
— д и с б а л а н с |
15,75 |
гем |
в |
плоскости |
датчика |
I I ; |
|||||
|
|
4 |
— |
д и с б а л а н с 15,75 гем |
в |
плоскости |
датчика |
I |
|
|
||||
менное напряжение с двойной частотой, которое |
может вызвать |
|||||||||||||
усталостные |
повреждения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применение амплитудно-фазовых характеристик деформации для целей балансировки имеет ряд преимуществ: во-первых, из общей деформации системы можно выделить деформацию, соот ветствующую данной форме колебаний, и суммарную деформа цию от всех остальных форм колебаний, не делая предположе ния о том, что в окрестности критической скорости прогиб про порционален неуравновешенности, распределенной по данной форме колебаний. Это особенно важно при исследовании много массовых и многоопорных систем, критические скорости кото рых могут оказаться близкими друг другу.
Кроме того, уменьшается погрешность, связанная с наличием зазоров в подшипниках, податливостью опор, а также колебани ями датчиков за счет вибрации корпуса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Диментберг Ф. М., Шаталов К. Т., Гусаров А. А. Колебания машин. М., изд-во «Машиностроение», 1964.
2.Перминов М. Д., Банах Л . Я. Определение осевой плоскости располо жения дисбаланса гибкого вала по показаниям тензодатчиков. «Машино ведение», 1968, № 4.
3.Bishop R. Е. D. The Vibration of Rotating shafts. 1. Mech. Eng. Sci. 1959, v. 1.
M.Ф, ЗЕЙТМАН
УРАВНОВЕШИВАНИЕ И ИЗГИБНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ГИБКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ РОТОРОВ
Вертикальные роторы многих машин при изгибных колеба ниях, помимо инерционных сил и моментов, связанных с упру гими деформациями валов, подвержены действию сил, парал лельных оси ротора (например, сил тяжести), а также сил инер ции и моментов, обусловленных движением ротора как гирома ятника. Эти дополнительные силовые факторы особенно могут сказываться, когда ротор имеет податливые опоры, длинные консольные части со значительными сосредоточенными массами на конце, большие зазоры в подшипниках. При определенных условиях они могут оказать существенное влияние на собствен ные и вынужденные колебания вертикальных роторов. Поэтому независимо от принятого метода уравновешивания гибких рото ров такого типа приходится считаться с появлением иных соб ственных частот, критических скоростей, форм упругих линий и т. п.
Еще более существенным это влияние может оказаться в ле тательных аппаратах, где перегрузки во много раз превосходят силы тяжести. В настоящей работе рассмотрение изгибных ко лебаний вертикальных роторов ограничивается полем сил тяже сти. Однако если ускорение переносного движения имеет состав ляющую, параллельную оси вала, то полученные здесь резуль таты могут быть применены для исследования колебаний роторов движущихся объектов при постоянном ускорении пере носного движения.
Ниже рассматриваются вынужденные колебания вертикаль ного ротора в поле сил тяжести под действием неуравновешен ности при наличии сил демпфирования, а также роторы подвес ного типа с расположением масс ниже точки подвеса. Ротор схе матизирован в виде дискретной системы с конечным, но в то же время сколь угодно большим числом степеней свободы. Теория изгибных колебаний таких роторов без учета сил демпфирова ния и инерционных характеристик опор приведена в работах [1, 2]. Учет влияния сил тяжести на изгибные колебания длинных
валов в обычной постановке производился в работах |
[3, 4]. |
На рис. 1 приведены динамическая модель ротора |
подвесно |
го типа и системы координат, которыми определяется |
положение |
ротора в пространстве. На невесомом гибком вертикальном валу
в сечениях |
с абсциссами |
/,• расположены п твердых |
симметрич |
||||
ных тел. Массы тел — mit |
а экваториальные и полярные момен |
||||||
ты инерции |
относительно |
центральных осей соответственно |
Ai |
||||
и СІ (і = 1 , п ) . |
В точке подвеса О на ротор действует упругая |
||||||
связь, |
жесткость |
которой |
k [кгсм/рад], а в сечениях |
с координа |
|||
тами |
Sj(j = |
1 , г ) — р е а к ц и и |
Rj упругоподатливых |
опор |
(их |
||
массы |
nij), |
пропорциональные |
перемещениям относительно вер- |
Рис. 1. Динамическая модель вертикального ротора подвесного типа:
О iX, Y,Z, — сферическая |
система |
координат |
первой |
массы |
ротора; |
0,Z, — ее |
ось |
||||||
симметрии; |
Oi, Pi |
— углы Р е з а л я ; |
Р,и Рги |
Л?,, Мхи |
Mv |
— проекция сил |
и моментов |
на |
|||||
|
сферические |
оси, |
д е й с т в у ю щ и х |
на |
вал |
со стороны |
первой |
массы |
|
||||
тикали |
0£. |
Угловая |
скорость |
|
вращения ротора |
со постоянна. |
Положение центра инерции і-й массы (рис. 2) относительно не
подвижных осей |т)£ определяется углами |
\І И 8г-, |
а оси симмет |
||||||
рии этой массы относительно сферической |
системы |
координат |
||||||
OiXiYiZi |
— углами |
Резаля |
а, и pY Прогибы вала |
будем отсчи |
||||
тывать |
от прямой |
00[. |
Их |
проекции на плоскости |
и т)£ обо |
|||
значим |
«i(s, t) и u2(s, |
t), где s — абсцисса, отсчитываемая |
вдоль |
|||||
прямой |
00\, a t •—время. |
|
|
|
|
|
||
Неуравновешенность ї-й массы характеризуется |
малой |
то |
||||||
чечной массой той дисбаланс которой ег- = |
rn0irOi, |
причем вектор |
эксцентриситета r 0 j образует угол |
с осью ОІХ[ подвижной си |
стемы координат ОгХ \\j\z\, жестко связанной с ротором (рис. 2). Динамическую неуравновешенность можно представить как со вокупность двух статических с равными, но противоположно на правленными дисбалансами, поэтому ее рассматривать не будем.
Помимо сил неуравновешенности, предполагается существо вание сил и моментов демпфирования в точках закрепления масс и в опорных устройствах, пропорциональных соответ ствующим скоростям.
Рис. 2. Системы координат произвольной і'-й массы ротора:
O.XJf ^Z- — сферическая |
система |
координат |
і-й |
массы; |
О^pi^z |
• — система |
осей |
||
Р е з а л я ; а( -, |
Р ; — углы |
Р е з а л я ; |
Р ц. Р<ц. N'.. Mj, - . М2£ |
— проекции |
на сферические |
||||
оси |
сил и моментов, д е й с т в у ю щ и х |
на |
вал со |
стороны |
і-й |
массы |
|
Комплексные силы и моменты, действующие на вал со сто роны і-й массы, а также реакции у-й опоры будут
— mtg |
к |
• + Фі |
— m^Wi-iUt, |
t ) + /«Фіі — |
|
|
|
|
|
— Лі [wt-i (/„ |
t) + /,-ФіІ + еі © 2 в ( в й + *' ) '; |
|||
— At[w'i-i(lb |
|
t) + Фі] + |
Cpt\w'i-i(Іі, |
t) + ф,] — |
—i\2\m-\(lu |
|
О + Фі]; |
w(Sj, t) |
|
|
|
|
|
Фі -