Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 291

Скачиваний: 5

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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 -