Диссертация (531291), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Так, на частоте 161 Гц (рис. 2.55) мы имеем форму созначительной деформацией носовой крышки, которая моделироваласьупрощенно, без имеющегося в реальности оребрения (рис. 2.5). Решение о необходимости уточнения модели может быть принято толькопосле проведения расчета вынужденных колебаний.99Рис. 2.55. Одна из высокочастотных (161 Гц) форм колебанийредуктораСравнение результатов, полученных при расчете собственныхколебаний кинематической части и редуктора в сборе, позволяет, вопервых, сделать вывод о необходимости более тщательного моделирования реального подвеса корпуса.Но даже на данном этапе можно с уверенностью сказать, что моделирование реальных условий закрепления корпуса не повлияет наформы чисто внутренних колебаний. Частоты совместных колебаний вдиапазоне до 200 Гц практически не изменятся, кроме формы №11.Собственная частота №11 будет лежать в диапазоне 23–28 Гц.Во-вторых, проведенные исследования позволяют увидеть проблемы, еще не выявленные экспериментальным путем.
Возможно, после решения первичной задачи, стоящей сегодня у производителейданных систем, – снижения вибрации на частоте пересопряжениязубьев второй ступени – эти проблемы дадут о себе знать.1002.5.3.УчетособенностейсистемыподвесаиамортизацииредуктораВ реальных условиях эксплуатации корпус крепится согласно схеме,приведенной на рис. 2.56, 2.57. Вес редуктора воспринимается двумя вертикальными подвесами Г и Д, опирающимися на раму через блоки амортизаторов, конструкция которых детально показана на рис. 2.58.Рис. 2.56. Схема крепления и амортизации редуктора (вид сбоку)Рис.
2.57. Схема крепления и амортизации редуктора (вид со стороны входного и выходного валов)101Кормовой блок (Г) содержит 2 пакета по 8 амортизирующихэлементов АДП-2400 в каждом. Носовой блок комплектуется двенадцатью аналогичными элементами. Такими же амортизаторами корпусудерживается от боковых движений. Комплекты кормовых (Е) и носовых (Ж) амортизаторов состоят из 8-ми и 4-х элементов соответственно (рис. 2.59). От осевых перемещений корпус удерживается 4-мя виброизолирующими элементами ЭВ-20, роль упругого элемента вкоторых играет закаченный под давлением во внутреннюю полостьвоздух (рис. 2.58). Эти элементы обладают достаточно мягкой жесткостной характеристикой. Комплекты из 4-х таких элементов в кормовой и носовой частях воспринимают крутящий момент редуктора.Рис.
2.58. Конструкция амортизации вертикальных подвесов(сечения А-А, Б-Б, В-В, см. рис. 2.56)102Рис. 2.59. Элементы Е и Ж (см. рис.2.56)В результате заводских экспериментальных исследований былиполучены характеристики демпфирующих и виброизолирующих элементов. Статическая (вибрационная) жесткость одного элемента АДП2400 [кг/см]:k x= 1700 (3400); k y= 1375(2700); k z =7300(15200),коэффициент демпфирования cz=0,23 кг/с.Вибрационная жесткость элементов (ЭВ-20):k z=7043кН/м; k x=k y=220 кН/м.; коэффициент демпфирования cz=0,23кг/с.Таблица 2.9.Жесткостные и демпфирующие характеристики системыкрепления корпуса редуктораопораВибрационнаяКоэффициентжесткость H/м демпфирования Кг/с.Кормовой подвесk y= 1,19E8c y=1.84Носовой подвесk y= 0,9E8c y=1.38k x= 1.E7cx=0.005Верхние и нижниекормовые и носовыеk y= 0.5E7cz=0.01опорыk z=1.5E7Боковые кормовыеk z=0.59E8c y=0.16опорыk y=0.1E8cz=0,905Боковые носовыеk z=0.29E8c y=0.08опорыk y=0.5E7cz=0,452103Согласно принятой при моделировании системе координат иконструкции подвесов редуктора, вычисленные характеристики элементов крепления модели приведены в таблице 2.9.Таблица 2.10.Низкочастотные формы собственных колебаний редуктора с учетомсистемы подвеса и амортизацииfОПИСАНИЕ№1 1,97Без изменений2 6,17Без измененийКрутильные колебания всего редуктора как жесткого цело3 8,75го на подвесе4 9,65Без измененийБоковые колебания редуктора на подвесе с поворотом в горизонтальной плоскости и перекосом с.ш.
1-й степени и5 12,35осевой деформацией гибкого диска соединительной муфты1-й ступени.Вертикальные колебания редуктора как жесткого целого с6 12,74перекосом элементов 1-й ступениПовороты корпуса вокруг центра масс в горизонтальной7 17,17плоскости с перекосом элементов 1-й ступениПовороты корпуса вокруг центра масс в вертикальной8 18,27плоскости с перекосом элементов 1-й ступени9 20,55Без изменений10 21,5Без измененийВторая форма крутильных колебаний согласно кинематике,11 27,18узел в районе торсионного валаВведение в математическую модель характеристик системыкрепления редуктора и перерасчет его собственных колебаний позволяют констатировать существенное влияние жесткости крепления нанекоторые формы собственных колебаний редуктора в нижней частиспектра.
Номера этих форм и их описание приведены в таблице 2.10.Особо следует обратить внимание на «нормализацию» крутильных колебаний. Появилась первая форма крутильных колебаний (форма №3по таблице): весь корпус совершает крутильные колебания вокруг осиОХ как жесткое целое, а роль упругого подвеса играет приводной вали пружины, моделирующие зубчатое зацепление солнечной шестерни1041-й ступени. Вторая форма крутильных колебаний (форма №11 потаблице) стала похожа на крутильные колебания кинематической части без корпуса. Исчезли крайне нежелательные деформации соединительной муфты первой ступени, проявившиеся при недостаточнойжесткости креплений корпуса.Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том,что жесткость штатного подвеса близка к оптимальной. Снижениежесткости приведет к изменению формы колебаний №11, появлениюдеформаций соединительной муфты 1-й ступени на этой резонанснойчастоте и, следовательно, повышению вибрации, вызванной этой деформацией.
Повышение жесткости креплений приведет к повышениюуровня вибрации, передаваемой на раму.2.6. ВерификацияДля апробации разработанной методики моделирования и проверки адекватности разработанной модели планетарного редукторапроведены расчеты динамики редуктора в составе испытательногостенда. Выбор испытательного стенда в качестве объекта моделирования обусловлен наличием экспериментальных данных, полученных наКалужском турбинном заводе, а также результатов расчетов стендовых редукторов с помощью более простых моделей в ИМАШ РАН.Схема расположения основных узлов стенда с точками установки вибродатчиков показана на рис.
2.60. Приводом стенда служит паровая турбина 9. Отличительной особенностью испытательного стенда, собранного по принципу замкнутого силового контура, являетсяотсутствие нагрузочных устройств (например, тормозной муфты). Всвязи с этим подводимая энергия тратится только на преодоление силсопротивления внутри редуктора, что позволяет использовать приводную турбину малой мощности для испытания редукторов на номинальных режимах.105Рис. 2.60. Схема стенда для испытаний РП-18В состав стенда входят два идентичных редуктора: испытуемый1 и нагрузочный 2.
Входные валы обоих редукторов связаны торсионами 3,4, проходящими внутри редукторов и замкнутыми на высокооборотную муфту 5, расположенную внутри низкооборотной муфты 6,соединяющей выходные валы. Нагружение осуществляется сервомоторами 7, разворачивающими относительно рамы (8) корпус нагрузочного редуктора вокруг центральной оси стенда. Нагрузка в зубчатыхзацеплениях редукторов зависит от угла взаимного разворота их корпусов.Для измерения вибрации опытных образцов редукторов использовались пьезоэлектрические акселерометры, устанавливаемые накорпусах обоих редукторов в районе крепления к корпусу штоков передней и задней подвесок. В каждой точке крепилось по три датчикадля измерения вибрации в трех взаимно перпендикулярных направлениях (X – вдоль оси вращения, Y – вертикально, Z – перпендикулярноосям X и Y).Кинематическая схема стенда для испытания редукторов, отражающая основные моделируемые элементы, изображена на рис.
2.61.1066418141620921 1715197Датчик опорногосигнала №15Датчик опорногосигнала №2Т122481012222628РП- 18 "нагрузочный"23271311253РП- 18 "испытуемый"Рис. 2.61. Кинематическая схема испытательного стенда. 1 – турбопривод; 2,3 – солнечные шестерни 1-й ступени; 4,5 – сателлиты1-й ступени; 6,7 – венцы 1-й ступени; 8 – гибкий диск колпаковоймуфты; 9 – главная муфта; 10,11 – солнечные шестерни 2-й ступени; 12,13 – сателлиты 2-й ступени; 14,15 – венцы 2-й ступени;16,17 – водила 2-й ступени; 18,19 – опорные подшипники водил 2-йступени; 20,21 – опорно-упорные подшипники водил 2-й ступени;22,23 – выходные валы; 24 – торсион левый; 25 – торсион правый;26,27 – шлицевые муфты торсиона; 28 – гибкая муфта торсионаДля контроля текущего значения нагружающего момента в зацеплении использовались индуктивные датчики частоты вращения,расположенные на противоположных концах стендового валопровода.Нагружающий момент определялся по изменениям фазы взаимногоспектра сигналов от этих датчиков, характеризующим угол скручивания стендового валопровода.Из рис.
2.60 видно, что схемы крепления редукторов на стендеразличны. Крепление нагрузочного редуктора отличается от штатноговвиду наличия сервомоторов. Испытуемый редуктор крепится согласно схеме, соответствующей условиям его эксплуатации. При моделировании стенда в данной работе было принято решение испытуемыйредуктор моделировать с учетом системы подвеса и амортизации кор107пуса, а нагрузочный – упрощенно. У нагрузочного редуктора моделируется только кинематическая часть, как это было рассмотрено в разделе 2.3.
Такое решение было принято в предположении, что взаимовлияние колебаний редукторов незначительно и отсутствие корпуса унагрузочного редуктора не окажет ощутимого влияния на расчетныехарактеристики испытуемого, что подтверждается расчетами с помощью более простых моделей, проведенными в ИМАШ РАН.Поскольку кинематические части моделируемых нагрузочного ииспытуемого редукторов идентичны, то построение второго редуктораосуществляется путем копирования отвечающей за построение необходимого фрагмента системы программы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
