Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 269

Скачиваний: 3

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

При резонансе р = со, а у 1 и фх не равны нулю. Следовательно, детерминант уравнений равен нулю.

Обозначая постоянные коэффициенты при со2 соответственно

через Л, B , C n D , получим уравнение частот:

 

 

1 — Аіо2

Всо2

= 0.

 

 

—Ссо2

— Deo2

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

(Ö1; 2

О) ±

V (А + D )2 — 4 (AD — СВ)

(392)

 

2 (AD СВ)

 

 

 

Исследование формулы (392) показывает, что при увеличении маесы кружки вместе с куличом критическая скорость гибкого вала уменьшается.

Следовательно, зоны первых и вторых критических скоростей ограничены скоростями, полученными при полной наработке кулича и при пустой кружке.

Для гибких валов рекомендуется устанавливать рабочую скорость в пределах

(1,3 -н 1,4) «lKp==ScOfia6<0,7co2Kp.

Определение критической скорости жесткого вала кружки электроцентрифуги

К жестким относятся все валы, основная частота собственных колебаний (критическая скорость) которых выше рабочей ско­ рости вращения:

в>раб

^раб ^ 1

w l кр

п і к р

Такие валы имеют электроверетена (электроцентрифуги) типа ЭВ-1, у которых жесткий вал кружки соединен шарнирно с пу­ стотелым валом электродвигателя. Шарнир является нижней опорой жесткого вала. Верхняя опора этого вала в виде шарико­ вого подшипника подпружинена, причем радиальные пружины расположены в плоскости подшипника (рис. 252).

Рассчитывая критическую скорость методом сил, при опреде­ лении коэффициентов влияния следует учесть податливость верх­ ней опоры, гироскопический момент, массу вала и положение центра тяжести кружки.

Метод составления уравнений деформации от сил и моментов, а также определение коэффициентов влияния изложены в разделе первом. По результатам расчета определяют зоны критических скоростей.

409


Подобную задачу теоретически решил Н. Е. Жуковский и получил формулу для подсчета первой основной критической скорости

где

(X— приведенный

коэффициент упругости;

 

 

 

т

масса

кружки;

 

 

 

Ѳ

 

а

а ,

b

радиусы инерции масс, причем а2 =

и Ь2

 

= ~

 

 

(где Ѳх и 0О— момент инерции массы кружки отно­

 

 

сительно оси качания В и оси вращения 00);

 

h

расстояние от центра тяжести кружки до оси качания

 

 

(нижней

опоры).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f -

Рис. 252.

 

Схема

к опре­

 

 

 

 

 

 

делению

критической ско­

 

 

 

 

 

 

 

рости электроверетена с

 

 

 

 

 

 

 

жестким валом

 

Если обойма шарикоподшипника фиксируется несколькими

радиально расположенными

пружинами,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р =

Ро Е cos2ф/(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/=1

 

 

 

 

 

где р 0 — коэффициент

упругости

одной

пружины:

<р — угол

Для

между линией отсчета и осью і-й пружины.

 

рассматриваемого случая,

когда угол между пружи­

нами

одинаковый

и

все

пружины

работают одновременно,

Р- 0,56ро,

где k =

б — число

пружин.

 

 

Следовательно,

р = Зр0.

 

 

Коэффициент упругости одной пружины определяют по фор­

муле

 

 

 

 

 

 

 

 

_

Р

 

 

 

 

Р° -

^ ,

 

где к — осадка пружины

под действием нагрузки Р.

Для

цилиндрической

спиральной

пружины

 

 

 

і _

8P D 4

 

 

 

А ~

d*G

а

 

 

 

 

 

 

 

 

_

d*G

 

 

 

 

~

8D4 *


здесь D u d — диаметр

соответственно пружины

и проволоки;

G — модуль

упругости второго рода;

 

і — число рабочих витков.

Знак плюс берут в

том случае, если центр тяжести системы

находится ниже точки

подвеса

(качания), а знак минус — если

центр тяжести находится выше точки подвеса.

Для жестких валов

 

®раб ( 0 ,7 5

-г- 0 ,8 ° ) £01кр.

Расчет стакана кружки электроцентрифуги с учетом массы кулича

Обычно кулич формируется в виде пустотелого цилиндра с более или менее постоянной толщиной и плотностью.

При расчете будем полагать, что давление полностью сформи­ рованного кулича на единицу площади внутренней поверхности

а)

Точно учесть воздействие кулича на стакан кружки трудно, так как не известны физико-механические характеристики кулича, которые непрерывно меняются в процессе наработки съема и вдоль радиуса, и вдоль оси.

При наматывании нить прижимается к стенкам кружки цен­ тробежной силой. Витки последующих прослойков воздействуют на стенку кружки не непосредственно, а через витки предыдущих слоев. Чем больше толщина ранее намотанного слоя, тем меньше воздействие на кружку последующих слоев нити.

В практических расчетах, учитывая небольшую толщину стенки кулича и его незначительную упругость, можно в первом приближении рассматривать кулич как слой жидкости с толщиной и плотностью готового кулича. Результат расчета в этом случае несколько выше действительного, что менее опасно, чем занижен­

ный результат.

 

 

 

 

 

Для определения давления р х кулича на

в

единицу

площади

внутренней

поверхности

кружки

выделим

куличе

призму

(рис. 253) с площадью основания 1

см*1 см =

1

см2 и найдем цен­

тробежную

силу массы

этой призмы.

 

 

 

411



Для элемента кулича высотой 1 см и толщиной dr

 

 

Го

 

рг = Q =

I dnwPr — I

соV drslt

следовательно,

 

 

 

pi =

Ci =

УкМ2

 

3gO W - r g ) .

В этих формулах:

 

 

 

со — угловая скорость кружки;

 

г0 и г 1— внутренний

радиус соответственно кулича и ста­

кана кружки;

 

 

ук — удельный

вес

кулича;

 

Напряжения в стенке стакана, возникающие при одновремен­ ном воздействии центробежных сил кружки и кулича, можно определить по формулам (182), (183), предварительно найдя по­

стоянные Сх и С2.

 

при г = г2

оГ2 =

0;

 

При г — г 1 аГі — — рй

 

 

at =

(3 — 2|х)

f c o 2(^ + Л?) +

 

 

+

 

 

8 (1 — Р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3

2[л)

у

 

2

 

 

 

 

 

8(1 — Р) '

g

 

 

 

 

 

 

(1 + 2 р )

_У_

 

 

 

 

 

 

 

 

8 (1 — Р)

S

 

 

 

 

 

 

 

 

( 3 —

2(C)

V 2 / 2

,

2\

. Р\Г\

 

СТ' = І (Г - і а » Ю(Г2 + Гі) +

г1 —г2

 

 

 

■Р)

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

'2

'1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТѴ2 ______

Р1

(3 — 2р)

у_

ОТ

 

 

(3 — 2ц) у 22

 

r l - r l ^

8(1 — р)

g

 

 

8(1 — Р) g

Значение at максимально при г

 

Гл:

 

 

 

 

_

Pl(rt + rl)

,

у(д

 

 

 

 

 

 

 

Vf max

ö

ö

г

4g О — P) [(3 — 2p) r\ -f- (1 — 2p)n].

Так как стакан кружки относится к тонкостенной оболочке вращения, то для круглого цилиндра можно принять о2 = 0. В этом случае радиальное перемещение любой точки стенки

Ar = u = ~ ( a t — \iGr).

412