Автоколебание - ротор
Cтраница 3
 |
Область устойчивости ( знак, линия / и частота автоколебаний Г ( линия 2 на границе области устойчивости для роторов с гибридными гидростатическими подшипниками. [31] |
Определяемая уравнением ( 72) граница области устойчивости находится из условий Рауса - Гурвица ( 21) гл. Там же линией 2 изображена частота Г автоколебаний ротора на границе области устойчивости. [32]
В сверхпроводящих электрических генераторах могут возбуждаться колебания как ротора, так и протекающего по нему хладагента, чаще всего жидкого гелия. Ввиду сложности таких роторов существенную опасность представляют возможные неравномерные их тепловые деформации, ведущие к нарушениям уравновешенности и возникновению больших вынужденных колебаний. Находящийся в полостях ротора жидкий хладагент может возбуждать автоколебания ротора, подобные рассмотренным ниже ( см. стр. Наконец, в самом потоке гелия или иного хладагента под действием притока тепла могут возбуждаться особые, так называемые термоиндуцированные колебания, передающиеся на ротор. Частота этих колебаний оказывается близкой к собственной частоте газового столба в коммуникациях. Колебаниям способствует чрезвычайная подвижность жидкого гелия и склонность к фазовым переходам, так как его вязкость и удельная теплота преобразования примерно в тысячу раз меньше, чем у воды, тогда как плотность всего в 8 раз меньше плотности воды. [33]
Основной причиной этого является потеря устойчивости движения роторов под действием смазочного слоя. Это приводит к возникновению того или иного вида автоколебаний роторов, достигающих порой столь большой величины, что происходит заедание цапф. При больших числах оборотов ( п 50000 об / мин) эти явления свойственны как жидкостным подшипникам скольжения, применяющимся в тех случаях, когда механические потери не играют особой роли, так и в еще большей степени газовым подшипникам. [34]
Рассматриваются колебания несбалансированного ротора, частота оборотов которого меняется по случайному закону. Получены зависимости математических ожиданий амплитуды автоколебаний от математического ожидания частоты оборотов. Выведены уравнения для определения корреляционных функций амплитуды, и фазы автоколебаний ротора. [35]
Автоколебания с частотой, близкой к собственной частоте ротора, возникают при помпаже турбокомпрессоров или же на режиме, близком к помпажному. Известны также наблюдения колебаний турбокомпрессорных роторов при снятых верхних половинах корпусов. Оказывалось, что несмотря на крайне неупорядоченные при этом потоки воздуха и большой шум, автоколебания роторов, происходившие преимущественно под действием смазочного слоя, не только не усиливались, но, наоборот, ослаблялись или даже совсем прекращались. [36]
Бывает, что амплитуда или частота автоколебаний ротора неожиданно значительно изменяются при отсутствии каких-либо видимых изменений в режиме работы машины. При этом склонность к таким изменениям оказывается характерным свойством турбомашины в некотором определенном диапазоне угловых скоростей вращения ротора. С другой стороны, иногда даже значительными изменениями температуры смазки не удается изменить частоту или амплитуду автоколебаний ротора. Такое свойство тоже оказывается индивидуальным качеством той или иной турбомашины. [37]
В процессе виброконтроля определяются величина и устойчивость колебаний при запуске и выбеге машины, при ее эксплуатации в рабочих условиях и при некоторых отклонениях от рабочего режима. В этом случае следует расширить программу испытаний машины для более обстоятельного наблюдения устойчивости колебаний. Именно устойчивость колебаний в большей степени, чем их амплитуда, характеризует вибрационную надежность турбо-машины. В связи с этим самого пристального внимания заслуживают автоколебания ротора, отличаемые по их асин-хронности по отношению к скорости вращения ротора. Согласно заключениям линейной теории колебаний, основанной на несколько упрощенном представлении явлений, такие колебания являются неустойчивыми, и ротор, совершающий такие колебания, не может считаться надежным. Действительно, во многих турбомашинах колебания, асинхронные вращению ротора, оказываются весьма непостоянными по амплитуде и возрастают до угрожающей величины при небольших изменениях работы машины. [38]
Устойчивость колебаний зависит от нагрузки машины по ее мощности. Производственники не любят недогруженных турбо-машин, считая их недостаточно устойчивыми. Действительно, увеличение нагрузки во многих случаях стабилизирует колебания роторов, что объясняется положительным влиянием возросшей статической нагрузки подшипников. Вместе с тем повышение нагрузки турбомашины сопровождается увеличением возмущающих гидромеханических сил в проточной рабочей части машины, что даже может вызывать автоколебания роторов, сходные с теми, которые возбуждаются под действием смазочного слоя подшипников скольжения. Неоднократно наблюдалась вполне устойчивая работа турбодетандеров без нагрузки или же с нагрузкой в пределах 20 - 40 % номинальной мощности. При повышении нагрузки этих машин возникали интенсивные автоколебания роторов, приводившие к поломкам уплотнений, подшипников и даже рабочих колес. [39]
Уравнение ( 2) устанавливает взаимосвязь между ( плоскопараллельным) движением цапфы и действующим на нее гидродинамическим давлением со стороны смазки. Однако выразить эту связь в явном виде и затем найти параметры возмущенного движения цапфы очень трудно из-за сложности определения границ протяженности смазочного слоя при колебаниях цапфы. В многочисленных работах по автоколебаниям роторов [3] пользуются весьма различными часто искусственными гипотезами о границах смазочного слоя или заменяющими их предположениями о силовом воздействии его на цапфы ротора. Соответственно этому получают различные заключения об устойчивости движения роторов. Здесь рассматриваются частные задачи об анализе автоколебаний роторов быстроходных турбомашин, когда удается достаточно достоверно определить границы однородного смазочного слоя. [40]
Устойчивость колебаний зависит от нагрузки машины по ее мощности. Производственники не любят недогруженных турбо-машин, считая их недостаточно устойчивыми. Действительно, увеличение нагрузки во многих случаях стабилизирует колебания роторов, что объясняется положительным влиянием возросшей статической нагрузки подшипников. Вместе с тем повышение нагрузки турбомашины сопровождается увеличением возмущающих гидромеханических сил в проточной рабочей части машины, что даже может вызывать автоколебания роторов, сходные с теми, которые возбуждаются под действием смазочного слоя подшипников скольжения. Неоднократно наблюдалась вполне устойчивая работа турбодетандеров без нагрузки или же с нагрузкой в пределах 20 - 40 % номинальной мощности. При повышении нагрузки этих машин возникали интенсивные автоколебания роторов, приводившие к поломкам уплотнений, подшипников и даже рабочих колес. [41]
Страницы: 1 2 3