Файл: Теория и практика балансировочной техники..pdf

всегда целое число. Минимальные частоты колебаний в случае свободно опертых и защемленных краев оболочки происходят при одной полуволне в продольном направлении (т = 1). В то же время минимальные частоты колебаний оболочки при неиз­ менном т зависят также от числа волн в окружном направле­ нии, геометрических характеристик оболочки и механических свойств ее материала.

Рис. 1. Схема ротор—оболочка:

ВД — вертикальный вибродатчик; ГД — горизонтальный вибродатчик

П=2 П=3 П=Ь

Рис. 2. Формы колебаний корпуса в окружном направ­ лении:

га — число волн

На рис. 2 приведены формы колебаний оболочки в окруж­ ном направлении, соответствующие числу волн п = 2, 3, 4, а на рис. 3 представлена качественная картина колебаний оболочки,

и в окружном направлении, т. е. корпус ведет себя как оболочечная конструкция [1]. Многие авторы указывают на заметный максимум колебаний, который, как правило, наблюдается в се­ редине длины корпуса. В окружном направлении корпус колеб-

лется с разными формами, в зависимости от угловой скорости вращения ротора. В турбомашине ТВГ-300 [1] резонансные ко­ лебания корпуса по окружности происходят с четырьмя узло­ выми точками, две из которых совпадают с местами закрепле­ ния корпуса на фундаменте, т. е. п — 2.

При расчете собственной частоты колебаний корпуса прини­ маем, в первом приближении, что он является изотропной гладкой цилиндрической оболочкой. Считаем, что колебания корпуса носят изгибный характер, а его минимальные частоты колебаний т = 1. Что касается действия на корпус газодина­ мических сил, то их мы не учитываем.

Так как корпус представляет собой «длинную» цилиндри­ ческую оболочку ( — > 2), расчет собственных частот произ-

свойства предопределяют уровень вибраций машины в большей степени, чем дисбаланс ротора.

пытание в одном и том же корпусе ГТД, имеющего рабочий диа­ пазон 9— 11 тыс. об/мин.

Результаты опытов, приведенные на рис. 4, показали, что при значительном изменении жесткости роторов критическая скорость (замеренная частота колебаний) системы почти не из­ менилась. Некоторое смещение оборотов объясняется разницей в массах ротора 2 (50 кг) и ротора / (115 кг).

Если учесть, что оболочки имеют собственные частоты колебаний, возбуждающиеся роторными частотами, то, по-ви­ димому, следует обратить внимание на выбор методов уравно­ вешивания роторов таких систем с учетом резонансных состояний и величины дисбаланса. При замере вибраций тур­ бомашины с установкой датчиков на корпусе учитываются его окружные и продольные колебания.

Рассматривая зависимость вибраций корпуса от неуравно­ вешенности ротора, следует сказать о влиянии подвески машины. Это Особенно важно для двигателей летательных ап­ паратов, у которых на уровень вибраций отражаются упругоинерционные свойства системы ротор — корпус—подвеска. Влия-

ниє жесткости подвески двигателя на критическую скорость системы и амплитуду вибраций исследовалось в связи с тем, что на ряде самолетов крепление двигателей жесткое. Были прове­ дены эксперименты для получения конкретных данных, харак­ теризующих влияние способа подвески.

кладывалась в местах крепления кронштейна двигателя к испы­ тательному станку.

нуто иногда только лишь путем качественной балансировки ро­ торных систем и специальной их сборки с корпусами.

В некоторых случаях по результатам измерения прогибов могут быть приняты решения о перебалансировке ротора.

Сборка ротора в системе должна осуществляться с учетом расположения их остаточных дисбалансов в зависимости от упруго-инерционных свойств корпуса.

ЛИ Т Е Р А Т У РА

1.Брановский М. А., Лисицин И. С , Сивков А. П. Исследование и уст­ ранение вибраций турбоагрегатов. М., изд-во «Энергия», 1969.

2.Кан С. Н. Строительная механика оболочек. М., изд-во «Машинострое­ ние», 1966.

3.Левит М. Е. Исследование вибраций турбореактивных двигателей. Известия вузов «Авиационная техника», 1958, № 1.

А.Н. БРАГИН

ВЛИЯНИЕ ДИСБАЛАНСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО РОТОРА НА ГАЗОСТАТИЧЕСКИХ ПОДШИПНИКАХ

Жесткий ротор, опирающийся на газостатические подшип­ ники, имеет две формы колебаний — цилиндрическую и кони­ ческую. При скоростях вращения, меньших низшей резонанс­ ной частоты колебаний ротора на газовом слое (синхронный резонанс), возбуждение колебаний ротора происходит в основ­ ном за счет сил дисбаланса. Амплитуда колебаний при переходе через резонансную частоту пропорциональна остаточной неурав­ новешенности [1].

На зарезонансных скоростях ротор вращается вокруг центра тяжести. Малые колебания ротора в этом случае возбуждаются при взаимодействии газового слоя с неровностями поверхности и выступающим «легким местом» цапфы. Частота малых коле­

ротора в 2—4 раза превосходит частоту синхронного резонанса. Максимальная скорость вращения в этом случае зависит от величины возмущающих сил и основных характеристик под­ шипника. Чем меньше возмущения и чем выше жесткость и