Васильев Ю.А., Лоскутникова Г.Т. - Колебания валов ТНА. Критические скорости вращения ТНА (1041739)
Текст из файла
Московское ордена Леяина, ордена Октябрьской Революцни и ордена Тудового Красното Знамени вмсшее техническое училище им. Н.Э.Баумана Ю.А,Васильев, Г.Т.Лоскутникова утверидено редсоветом МВТУ как учебное пособие КОЛББЛНИН ВЛЛОВ ТНА КРИТИЧЕСКИР СКОРОСТИ ВРЛЛПЛПЖ РОТОРОВ ТНЛ учебное пособие по курсу "Конструкция и расчет турбонасосных агрегатов" Под редакцией В.М.Кудрявцева 1986 АО. Способ бо ьбе с ь итыческими кимами Прп рзочете запз на ы„рнеобходммо, чтобы оне нс совпзле с ~гр, Кецеиность РотоРе спреДЕлиетсн отноыением зтих скоРостей К = шрлис„р.
Если цлр близке пеРвой ЯРлтичеслсй, то Долкна лполняться условие 0,85ц К<1,15; если она бпизне одному лз более высоких значений цс„р, то запас надеиности мокет быть выбран з болев узких пределпх: (0„98...0,95)(К((1,05...1,07). Пря разгоне ротор доллен быстро проходить резонансные зоны. Ллл уыеньиения ыеуразновеаеиных масс ротора его яеобходммо балаасирозать р, тем точнее, чеы змие црр . Лля борьбы с реаоыансным репимами применяют отстройку от резонанса или устанавливают з опору специ льиор Леыпфирующее устройство, увеличизаювее ее податливость при сохранении необходимой жесткости вела 1см.рис.19).Поспеднид ме ол уиллъаепия ш,рпрслпочтительнее- ЛВ тедавКХВа 1.
Гуров А.Ф., Севрук Л.Л., сурнов Л.Н. Конотрукция и расчет на прочность космическлх злектроракетных двягетелсй.— М:: Машиностроеюе, 1970. - 490 с. 2. Кирицкий Г.С., Стрункин В.А. Конструкция и расчет на прочность деталей паровых и газовых турбин. - М.: Машиностроение, 1968. - 520 с. 3.
Лопай В.И., Максутова М.К., Стрункиц В.А. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1979. - 446 с. 4. Малинин Н.Н. Прочность турбомашин. - М.: Машиностроение, 1962. - 291 с. 5. Маслов Г.С. Расчеты колебаний валов. — М.: Мвшиностроерпре, 1968. — 270 с. 6. Снубачевский Г,С. Авиационные гааотурбикиые двигателк.- М.: Машиностроение, 1969.
- 543 с. 7. Хроник Д.В. Колебания в двигателях летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 198). - 295 с. 8. Хронин Л.В. Методика расчета критических чисел оборотов роторов ТНАр Учебное пособие. — М.: МАИ, 1972. — 45 с. Рецеязенты д.т.н. проф. ИЛИ Б.В.Ожянников, к.т.н. доц. МАЛ В.С.Селвфонов. С тносковское высшее техническое училище им. ~.Э.Бвуьтвнв С' Оглавление Предисловие .
1. Понятие о критической скоростк вращения вале ..... ° ..... 2. Составление схемы расчета вала ......,............ ° .. ° .. Э. Определение моментов инерции и месс . „ ....,............ и. Приблвиенвое определение первой критической угловой скорости вела постоянного диаметре с одним или несколькиил дисками ° ° ° . 14 5. Эпергетичеоквй иетсд ресчете ве.тв ..
............ " .. ", Рб 6. Осредетеиле прогибов веля грай 1чеслик иетсдои .......,.. 18 7. Определение критической угховой скорости ввьов ......... 21 Я. Плиянле ревличпмх пактсров на критическую частоту впадения . 27 9. Прииечение методе динамических иссткосгей длн расчете крлтических скоростей . 32 10.Способы борьбы с сритичесКИми Релииеми ...,...... „ .... 48 ьстсретурв 48 3 3 8 10 Редактор П.й.йишттлонова Корректор О.Н.Хлебивский Эакаэ йб'о . Объем Э п.л. (3 уч.-изд.л). Тарзи 200 экз. 3-63146 от 04.09.86 . Пеив П коп.
План 1986 г., й 63. Тапогрефия 151ГУ. 107005, ',!осина, Б-5, 2 я Бауманская, 5 . Денттое учебное пособие издвется в соотввтствви с учебним пленом. Рассмотрено в одобрено кетредрой Э-1 16.01.1986 г., методвчеокой комиссией Факультета Э 27.01.1986 г. в учебно-методическзм управлением 07.04.86 г. Предисловие Учебное пособие предназначено для студентов, высох лшлпх курсовые проекты по курсу "Нонструксюя и расчет тусбопасос|ж: агрегатов". Оно покет быть ьспользовзяо такие и пою дюпло,.щом проектировании. В пособию кратко освещается ряд разделов, кесзлпщхся теорию колебаний быстроврзщазщхся роторов, приводятся отдельные ыетолнки расчета„дашгся примерз раочета критгческих скоростей вращения ротора, При проектюровал1ю необходимо иметь представление о механизме возникновения колебаний роторов турбонасосвнх агрегатов (ТНА), методах расчет критических скоростей ю о конструктивных приеьах, позволпщих обеспечить ыадежыув работу агрегата.
В учебном пособии даются основныс понятия, позволящие студентам охватить наибольший круг задач, возникающих при рсззп яом проектировании ю отработке ТНА. Пособие являет ". дополнением к леьциоыноьу курсу и покет служить основой для работы со спеьвзльной литературой. 1. Понят е о критической око ости в ° пюя вала Лля достижения минимальных габаритов и вассы насосных агрегатов и изделия в целом в яастоящее время широкое распространение получили высокооборотные ющекоцентробежные насосы и высокооборотные турбины для юх привода. С увеличением скорости вращения вела дс как< Ч-то определенной величины наблшдзштся большие прогибы вала и значительные вибрации, в результате чего может пронвойти полоыка вал".
Лальыейшее увеличение скорости вращения уменьшает колебания, и вал работает споиойно, пока скорость не достигнет попого определенного значения. Возникновение колебаний связано с дюнающческим состояниеы вршпвшпегося вела. Скорость, которой . ответствушт ьалпиюльные колзбаиия вела, называется критической угловой скоростьш. По досткиении ее вал теряет дннамическуп устойчивость. динамическое состояние вала определнется частотой свободных и иынужденных колебаний. Потеря динамической устойчивости вала наступает, если эти частоты совпадают. Собственные колебания вала подцерживаются упругостью системы. Частота выцукдеяных колебаний, которые возникают глеиннм образом из-за наличия на эащ неуравновешенной массы, в большинстие случаев кратна угловой скорости вращения иаиа.
Частота возмущающей силы при атом раина угловой скорости. Таким образом, критическая частота вращения вала определяется совпадением частоты собстиенных и вынужденных колебаний, т.е. резонанснкчи яилениями. При этом наступают интенсивные колебания асей системи, которые при длительной рабо. зала в области резоначсных частот могут привести к потере устойчивости прямолинейной 4орыы вала.
Поэтому недопустимо совпадение резонансных и рабочих режимов работы вела в течение длительного времени. Если такое явление обнаружииается, необходимо инести э конструкцию агрегата изменения с целью сьсщения резонансного ре'п~ .а или повлиять на частоту собственных колебаний. .жш э роторы ТЕЛ в целом имют разнообразные конструкции, которые апреце сытся моэч1сст~ю и сь . сб П|ь, типом ~ расположением отар и ,осо'ом соедт"ч.пэя вала с диском турбины и валом насоса.
В практике нелболсс чссто встречается днух- и трсхопорные волы с одной эли дну я конголяьч', а -чкже валы, соецэнепныс друг с другоь ючэцевыья этулкаьщ-рессорами, с дэумя опорами нагл!д~. На эел турбины действуют крутящий моьент, осевое усилие, цеятробежная сила неуравновесвннод ыассы ротора, инерционные сил~ э гироскопический мсмспт, воэникахщие при эволюциях изде1гэя.
В оощем случае раэыеры вала рассчитываются иэ условий прочности. При больюих угловык скоростях э малых значениях крутящего момента размеры валс часто задаются из конструктивных соображений. Лля валов ТНЛ обязательным является определение критической угловой скорости вращ мя, причем должны быть известны квк первач, так и втораэ и по возможности третья критические скорости, соответствующие более высоким тоном колебаний. Н реальных системах обычно не существует полностью уревновеиенных валов и дисков. Это означает, что центр массы ротора не совпадает с гэоыетрической осью вала, т.е. он имеет некоторый зксцентриситет относительяо етой оси.
Рассмотркп свете:~, ссстоятню из вала с одньт пжко", прикрепленннз к ыегу в середине (рис. )(). Дзя исключеакп илиюпя нагрузки на статиче кий прогчб вала располоззз, его вертикально. Пал считаем невесомом но сблалс- мяим упругими свойотвал;.
,'ассу диска считаем сосредоточенной в его центре 1асс, который сменен относител но его геометри- ческого центра, рас, ~лсленного яа оси врекеяия, Пре~ьчслсжнг, что вал вращается в абсолютно кестких опорах. Пря вралении вал под действием центробежной оклн р.. изги- бается (см, рис. 1) и его изогнутая ось будет врапаться во- круг оси подезпнп1ков о угловой скоростью то Жючина прогиба Ц зависит от веля и:ны центробежной силы Рм , от размеров и цаториала вела ь от расположения диска относительно опор.
Пентр массы диска 5 движется по окружности радиуса ( ц+ 6 ), в при етом центробежная сила р„,=ест'(м+е), где Ш вЂ” ыасса диска; У - прогиб вала; 6 - зксцентрпси- тет центра масс диска; Ш - угловая скорость врацения вала. Согласно принципу Лалаыбера центробежная сила в каждый момент равна силе упругого противодействия вала с У , где жесткость вала, т.е. сила, вызывающая единичный прогиб вала в направлении ее действия. Тогда я( Ф ~у е Г) "- яЯ, и прогиб нала Ул ()( й) (Т) Если знаменатель в йормуле (1) станет равным нулю, то пРогиб вала будет равен бесконечноств. Ез вырезания с-гав определим величину угловой скорости, которую н будам называть критической угловой скоростью вращения вела: (ыер =Я.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
