Файл: Куинджи А.А. Автоматическое уравновешивание роторов быстроходных машин.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.07.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 0
Исходные данные для расчета: d = 30 мы;
5= 0,018 мм;
/= 2 мм;
=30 кгс/см2; |.і = 28,5 сП; р = 0,04 кгс/см2;
П[= 1000 об/мин; По= 5000 об/мин.
Расчет утечек при скорости вращения ротора пл = 1000 об/мин
дал значение Q = 1,543 см3/с.
Расчет утечек при скорости ротора /г2 = 5000 об/мин |
дал зна |
|||||||||||||
чение |
Q = |
1,126 см3/сQ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
п = |
|
|
|||||
Если увеличить длину пояска / до 5 мм, то величина утечек |
||||||||||||||
падает до значения = 0,3734 см3/с при оборотах |
|
1000об/мин. |
||||||||||||
Если |
|
радиальный зазор |
в |
рас |
|
|
|
|
|
|||||
пределителе уменьшить до значения |
|
|
|
|
|
|||||||||
s = 0,005 |
|
мм, |
то |
утечки при |
/г = |
|
|
|
|
|
||||
= 1000 |
об/мин |
будут |
равны |
Q = |
|
|
|
|
|
|||||
= 0,00193 см3/с. |
|
|
значе |
|
|
|
|
|
||||||
Следовательно, варьируя |
|
|
|
|
|
|||||||||
ниями |
I |
и s, можно добиться мини |
|
|
|
|
|
|||||||
мальных утечек в распредели |
|
|
|
|
|
|||||||||
Устройство |
принудительного |
Рис. |
центрирования |
|||||||||||
теле. |
|
|
|
|
предназначено |
для |
87. Схема |
уплотнений |
||||||
центрирования |
устройства |
принудительного |
||||||||||||
радиального |
смещения |
цапф |
рото |
|||||||||||
|
|
|
|
|
ра относительно внутренней обоймы подшипника.
Описываемое здесь устройство относится к типу всережимных с дистанционным неавтоматическим управлением. В связи с этим число рабочих камер выбрано минимально возможным — три в каждом устройстве.
Устройство состоит из двух основных частей (см. рис. 69) — внутреннего 3 и наружного 2 корпусов. Внутренний корпус пред ставляет собой фасонную втулку, на внутренней поверхности ко торой имеется три посадочных пояска, обеспечивающих соеди нение с валом ротора с гарантированным натягом. Наружная поверхность корпуса имеет фасонные канавки для размещения резиновых уплотнений. Схема уплотнений, располагающихся на внутреннем корпусе, показана на рис. 87.
Наружный корпус представляет собой толстостенную втул ку. В передней части размещены равномерно по окружности че рез 120° попарно шесть резьбовых отверстий, имеющих донные сверления, выходящие на внутреннюю поверхность корпуса.
При сборке узла устройства принудительного центрирова ния между наружным и внутренним корпусами с помощью рези
119
новых уплотнений образуются 3 рабочие камеры, каждая пло
щадью в 12,4 см2 и объемом в 3,5 см3.
В конструкции устройства предусмотрены осевая фиксация п фиксация от проворота обоих корпусов относительно друг друга.
Одной из общих особенностей гидравлических всережимных устройств принудительного центрирования является возможность произвести смещение цапфы в любом направлении. Действитель
но' 70 И/ Ш
Рис. 88. Гидравлическая схема управления модели устройства принудитель ного центрирования:
/—насос: 2—фильтр; 3—ре- дукцнонныГс клапан; 4—бак;
5—аккумулятор давления; 6.
7—распределители; |
дрос |
|
|||
сель; |
9 |
—обратный |
клапан; |
|
|
10 |
|
|
ротора; |
// — рези |
|
—цапфа |
1 2 |
||||
новые |
уплотнения; |
12, 13 — |
|||
/-/—корпус |
|
||||
рабочие!6, камеры; |
|
||||
устройства; |
15— |
|
|
||
подшипник; |
|
/7—вентили
но, всегда можно подобрать такое изменение перепада давлений в рабочих камерах устройства, которое позволит осуществлять движение цапфы в строго определенном направлении и по опре деленному закону движения. Поэтому при составлении диффе ренциального Уравнения движения цапфы в устройстве принуди
тельного центрирования |
воспользуемся моделью устройства |
с |
|||||
двумя противоположно расположенными |
рабочими |
камерами. |
|||||
Рассмотрим гидравлическую схему управления модели уст |
|||||||
ройства принудительного |
центрирования, |
|
представленную |
на |
|||
рис. 88. Гидравлический плунжерный насос |
1 |
постоянной произ |
|||||
водительности обеспечивает подачу жидкости |
с постоянной ско |
||||||
ростью в аккумулятор давления 5 через фильтр |
2. |
После того |
|||||
|
как давление в аккумуляторе достигнет величины 4- ІО6 Па, ре дукционный клапан 3 переключает насос на расходный бак 4. Из аккумулятора 5 рабочая жидкость поступает в статор рас пределителя 6, затем по сверлению в роторе распределителя 7, магистралям с дросселями 8 и обратными клапанами 9 подает
120
ся в рабочие камеры устройства |
12 |
п |
13. |
|
Объемы рабочих камер |
|||||||||||||||||||
ограничены цапфой ротора |
10, |
корпусом |
|
устройства |
|
14 |
н замк |
|||||||||||||||||
нутыми резиновыми уплотнениями |
11. |
Из |
рабочей |
камеры |
12 |
|||||||||||||||||||
жидкость |
по магистрали через распределитель подходит к вен |
|||||||||||||||||||||||
тилю |
|
16, |
аналогично — к вентилю |
|
17. |
В |
исходном |
|
положении |
|||||||||||||||
устройства оба вентиля |
16 |
и |
17 |
перекрыты |
полностью, |
сброса |
||||||||||||||||||
жидкости из рабочих камер нет и цапфа |
ротора |
находится в |
||||||||||||||||||||||
иеі'ітральи ом полож ени и. |
|
|
|
|
|
уси |
|
|
|
|
к |
|
|
|||||||||||
|
Допустим, что на цапфе имеется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ленолиесил иотвнизмоментовсуммыпо вертикаливсехроторанеуравновешенных,. Дляусилиетогонаправчтобы |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
произвести уравновешивание ротора, не |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
обходимо |
произвести |
|
смещение ротора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
вверх |
16на |
величину, |
пропорциональную |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
действующему усилию. Открывая вен |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
тиль |
|
|
и устанавливая |
определенный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
сброс |
|
командного давления из |
верхней |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
камеры, получаем необходимый для пе |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ремещения цапфы вверх перепад давле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ний между верхней и нижней камерами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Гидравлическую |
|
систему |
принятой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
модели устройства с ручным дистанци |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
онным |
управлением |
|
можно |
|
представить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
в виде четырехплечевого моста |
(рис. 89), |
|
|
гидравлической |
системы |
|||||||||||||||||||
два плеча |
которого |
G] |
|
и G2 — нерегули |
|
|
Рис. 89. |
Расчетная схема |
||||||||||||||||
|
8 |
|
|
|
управления |
|
устройством |
|||||||||||||||||
руемые постоянные дроссели (на схеме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
рис. 88 |
это дроссели |
|
|
|
и обратные |
|
кла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
паны |
9), |
а два других |
|
плеча — вентили |
|
|
|
16 |
|
17). |
|
|
||||||||||||
|
ас |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Ga |
и G4 (на схеме рис. |
88 соответственно вентили |
и |
Диа |
||||||||||||||||||||
гональ |
|
— питание, диагональ |
bd |
представляет собой |
подпру |
|||||||||||||||||||
жиненную нагрузку — цапфа ротора |
|
на уплотнениях |
|
в |
устрой |
|||||||||||||||||||
стве принудительного центрирования. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим два движения цапфы — первое при мгновенном открытии вентиля 16 и второе при регулировании расхода через вентиль 16 по определенному, закону — S(t), где S — перемеще ние цапфы, t — время.
Случай первый — вентиль 16 (G3) мгновенно открыт, вентиль 17 (G4) при этом полностью закрыт. Для этого случая можно со ставить следующую систему уравнений.
ню |
Как известно, расход через дроссель |
G4 пропорционален кор |
квадратному из перепада давлений |
на этом дросселе, т. е. |
|
где |
Q i = G 1V Pi — Рг, |
(114) |
G і — проводимость дросселя; |
|
6 |
3818 |
121 |
|
(р2—Pi) — перепад давлений. |
| / - f |
|
( 115) |
||||||
где |
|
|
С |
і = і Ѵ Ѵ |
|
|
|
|||
).ii — коэффициент расхода через дроссельное отверстие; |
|
|||||||||
|
Fi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ро— площадь дроссельного отверстия; |
|
|
|||||||
|
рQ1 — массовая плотность жидкости; |
|
|
|
||||||
|
|
— давление на входе; |
|
устройства |
при |
полностью откры |
||||
|
|
— давление в камере |
|
|||||||
|
|
том вентиле |
16 |
(G3) . |
|
не имеет |
сопротивления, |
то |
||
Pt = |
Поскольку открытый |
вентиль |
||||||||
PcG (Рсб — давление сброса). |
|
|
|
|
||||||
|
Расход через дроссель |
6 2 |
равен |
|
|
(116) |
||||
|
|
|
Q*— |
|
р 0 |
р 2 • |
|
|||
вен |
Расход жидкости на перемещение поршня цапфы ротора ра |
|||||||||
|
|
|
Q = |
|
F - ^ - |
|
(П7) |
|||
где |
F |
— площадь поршня. |
|
dt |
|
|||||
|
С другой стороны, |
Q = Q2, |
поскольку |
поршень находится |
в |
|||||
одной последовательной цепи с дросселем |
G2 |
(условие неразрыв |
||||||||
|
ности потока).
Принимаем следующие допущения: утечки жидкости в уст ройстве и подводных-магистралях отсутствуют; коэффициент
'расхода постоянен; давление в напорной магистрали постоянно; рабочая жидкость несжимаема; сила упругости уплотнений рабо чей камеры пропорциональна смещению цапфы.
При этом уравнение движения цапфы может быть записано в следующем виде:
т dt1 + f ~dt- + С у + тш2у + R sign (у ) = F (рг - Рі) , (118)
где т — масса;
/— коэффициент пропорциональности;
С— жесткость;
/?тр — сила сухого трения; со — угловая скорость; у. — смещение цапфы; F — площадь.
Откуда при рі = 0 находіш р2
122