Демпфер роторных вибраций

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

А1 юи4F 16 F 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3865198/25-28 22) !2.03.85 (46) 23.08.86. Бюл. У 3 1 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) А.И. Глейзер (53) 621-752(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 638769, кл. F 16 F 15/1О, 1977.

Гуров А.Ф. Расчеты на прочность и колебания в ракетных двигателях.

М.: Машиностроение, 1966, с. 365.

„„Яф„, 12525?О (54) (57) ДЕМПФЕР РОТОРНЫХ ВИБРАЦИЙ, содержащий корпус, размещенные в нем фрикционные диски, один из которых предназначен для закрепления на роторе, и устройство предварительного поджатия дисков, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфера, он снабжен установленным в корпусе посредством подшипников параллельно и эксцентрично оси ротора валиком, а второй фрикционный диск закреплен на последнем.

3Я

Ял

hO

Сд

CO

1252570

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения радиальных колебаний быстровращающихся роторов.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфера путем липеаризации его характеристики и обеспечения высоких широкорегулируемых значений коэффициента сопротивления.

На чертеже изображен демпфер роторных вибраций, продольный разрез.

Демпфер содержит фрикционный диск

1, жестко и соосно закрепляемый на роторе 2, фрикционный диск 3, закрепленный на валике 4, стакан 5, н котором установлены подшипники 6, в которых в свою очередь расположен валик 4.

Часть валика 4, обращенная к ротору 2, выполнена в виде втулки, на боковой поверхности которой имеются скнозные прорези 7, обеспечивающие этой части валика 4 заданную податливость н ocpBQM направлении.

Эта часть валика 4 выполняет функцию упругого звена и является одним из элементов устройства, обеспечивающего предварительное поджатие фрикционных дисков и 3, другими элементами этого устройства являются шпильки 8, регулировочное кольцо 9 и гайки 10, предназначенные также для крепления стакана 5 на корпусе

11. Внутренняя цилиндрическая посадочная поверхность стакана 5 на подшипники 6 выполнена с эксцентриситетом относительно конструктивной базы — наружной цилиндрической поверхности его фланца.

Таким образом, достигается установка валика 4 параллельно и эксцентрично оси ротора 2 и обеспечивается возможность для свободного вращения валика 4 н собственных подшипниках независимо от ротора 2.

Демпфер работает следующим образом.

При установке стакана 5 с валиком

4 на корпусе 11 фрикционные диски 1 и 3 приходят н контакт друг с другом.

Толщина регупировочного кольца 9 подбирается с таким расчетом, чтобы при окбнчательной затяжке гаек обеспечить заданные деформации упругого звена и усиди предварительного поджь гия фрикциоииых дискон 1 и 3.

Анализ работы фрикционного соединения при эксцентричном расположении валика 4 показывает, что частота вращения этой оси с закрепленным на ней фрикционным диском 3 меньше частоты в! ащения ротора 2 и определяется при достаточно малых эксцентриситетах выражением (1)

) = ) 1

1 сР

10 где — частота вращения дополнительной оси; )р — частота вращения ротора; величина эксцентриситета; средний радиус трущихся поверхностей.

При этом наружные радиусы фрикционных дисков 1 и 3 должны удовлетворять соотношению

tS (2) Й >R

3 (3) 2S Таким образом, обеспечивается нращение фрикционного диска 3 в том же направлении, что и. диска 1, но с меньшей скоростью. При вращении дискон 1 и 3 между ними устанавливается исходная скорость скольжения, определяемая разностью их угловых скоростей. При этом на каждом участке дуги контакта фрикционного диска 1 возникает сила трения, направ35 ленная противоположно скорости скольжения. При наложении на исходную скорость скольжения скорости вибрационного движения ротора 2 векторы результирующих скоростей

4О скольжения на каждом иэ элементарных участков дуги контакта изменяются и по величине, и по направлению по сравнению с исходными скоростями соответственно изменяются и направ45 пения сил трения по этим участкам.

Суммируясь, все эти силы дают результирующую силу трения, направленную в сторону, противоположную виброскорости ротора .2. Эта сила является демпфирующей. Исходная скорость

50 скольжения принимается в 3-4 раза большей, чем максимально возможная виброскорость. Тем самым достигае-ся линейная (или очень близкая к линейной) зависимость демпфирующей силы от ниброскорости. Эта зависимость выражается следующим образом:

1252570 где F — вектор силы демпфирования, -9

V — вектор виброскорости ротора, у =(M„-M ) =) E (5)

- исходная скорость скольжения.

Составитель А.Машкин

Техред З.Чюкмар

Редактор А.Шандор

Корректор Е. Сирохман

Заказ 4608/38

Тирах 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4

1 = 1 5 f Ц/V, (4) коэффициент сопротивления, 1 - коэффициент трения между фрикционными дисками 1 и 3

Q — усилие предварительного

10 подкатия этих дисков, Изменение параметров демпфера и Q достигается возможность регулирования коэффициента сопротивления в очень широких пределах.

Использование демпфера роторных вибраций для гашения радиальных вибраций роторов позволяет достичь оптимальной настройки демпфера и таким образом существенно улучшить вибрационное состояние изделий типа паровых или газовых турбин, компрессоров, электрогенераторов, авиадвигателей и увеличить ресурс работы конструкций.