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

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

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


 

(р2Pi) — 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