Cтраница 3
Дальнейшее развитие метода Гогенэмзера и Прагера дано в работе Н. В. Григорьева [11 ], показавшего, что консоль с гребным винтом можно рассматривать как один из пролетов со специфическими граничными условиями, включая его в расчет по общей схеме. Однако это своеобразие граничных условий вынуждает при проведении расчета принимать за начальный пролет консоль с гребным винтом; обычно же в системах судовых валопроводов именно этот и соседний с ним участок, как правило, играют определяющую роль в отношении первой частоты свободных колебаний. Это обстоятельство приводит к требованию большой точности расчета на всех пролетах валопровода, которое трудновыполнимо на практике. [31]
Многообразие частотных уравнений, чрезвычайная сложность их построения и численного решения объясняет наличие целого ряда методов расчета, цель которых - получить достаточно точное значение искомой первой частоты свободных поперечных колебаний системы при сравнительной простоте и общности операций. Однако каждый из этих способов применим лишь к конкретным типам установок, где выбранный элемент действительно играет определяющую роль, и не может быть рекомендован для расчета поперечных колебаний произвольных судовых валопроводов. [32]
Однако в многочисленных работах, посвященных проблеме поперечных колебаний судовых валопроводов, основное внимание уделяется не построению расчетной схемы, возможно более близкой по своим характеристикам к реальной системе, а разработке методов определения частот многопролетной балки постоянного сечения, лежащей на жестких точечных опорах, при наличии большой сосредоточенной массы на гибкой консоли. Как будет показано ниже, такое представление судового валопровода является лишь грубо приближенным, и результат расчета может поэтому существенно отличаться от истинной частоты свободных поперечных колебаний системы. Тем не менее рассмотрим вкратце основные методы решения задачи с использованием такой схемы, применяемые обычно на практике. [33]
Подводя итог краткого оценочного обзора существующих методов расчета поперечных колебаний судовых валопроводов, нужно отметить, что все эти методы содержат ряд недочетов, внушающих сомнение в правильности результата. Первым и важнейшим из недостатков этих методов следует признать неоправданность расчетной схемы, заложенной в их основу. В следующем параграфе производится оценка основных допущений, принимаемых в перечисленных методах при составлении расчетной схемы, выявляется необходимость некоторого их уточнения и формулируются частные задачи, подлежащие решению для более правильного учета всех особенностей реальных систем судовых валопроводов в расчетной схеме. [34]
Эта инерция, характеризуемая моментом инерции относительно диаметра, может играть весьма существенную роль, особенно для гребных винтов большого диаметра, и замена гребного винта точечной массой может привести к заметным погрешностям. Кроме того, консоль гребного вала на большом участке заключена в ступицу винта, диаметр которой вдвое, а изгибная жесткость в 16 раз больше, чем соответствующие характеристики вала. Это позволяет считать участок консоли, заключенный в ступицу, абсолютно жестким. Наконец, при расчете поперечных колебаний судовых валопроводов следует учитывать собственное вращение винта и гироскопический эффект, характеризуемый моментом инерции тела винта относительно оси вращения. [35]
Таким образом, проведенный анализ показал, что допущения, обычно принимаемые при составлении расчетной схемы судовых валопроводов, недостаточно точно отражают свойства двух важнейших элементов реальной системы. Во-первых, особенности характеристик кормовой дейдвудной опоры не позволяют применить к ней общие рекомендации по замене реальной опоры точечной жесткой. Во-вторых, применяемая при составлении расчетной схемы замена гребного винта точечной массой на гибкой консоли также, по-видимому, не отвечает условиям действительности. Для правильного описания свойств дейдвудной опоры и гребного винта при расчете поперечных колебаний судовых валопроводов были поставлены и решены вспомогательные задачи, изложенные в следующем параграфе. [36]
Введение гидромуфты в указанных случаях, как правило, преследует целью создание разобщительного устройства, могущего играть также роль уравнителя нагрузок и гасителя крутильных колебаний. По этой причине нецелесообразно применение гидромуфт с различного рода блокирующими устройствами. Действительно, в этом случае ( при механическом соединении ведущей и ведомой частей валов) после достижения некоторого числа оборотов утрачиваются ценные качества муфты - демпфера, особенно необходимые при длинных судовых валопроводах. Поэтому экономичность привода обеспечивают увеличением размеров муфты. Однако это средство при принятых конструкциях муфт ( управляемых заполнением) неэкономично по такой причине. [37]