Способ гашения колебаний быстроходного ротора и упругая опора для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано ля гашения колебаний высокооборотных роторов, шпинделей и валов. Целью изобретения является повьшение эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей путем снижения виброактивности ротора и исключения дополнительных частот, возникающих из-за наличия дополнительных степеней свободы , обусловленных участием масс опор в колебаниях динамической системы опора-ротор-опора. Выполнение упругих опор в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по окружности сосредоточенными массами 6, связанными между собой перемычками 7, выполнение в каждой из масс пары обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек 7 концентрических пазов 9, установка ротора в упругие опоры и воздействие на каждый упругий элемент сдвинутыми по фазе от- g носительно друг друга на постоянную величину периодическими усилиями, со- СЛ ответствующими возмущающим усилиям ротора , позволяет повысить ресурс высокооборотных мятин в 5-6 раз. 2 с.п, ф-лы, 2 ил. Л7 00 ел ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаВБЛИН (19) (11) А1

Юв 4 F 16 F 15/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801302/25-28 (22) 1?,10.84 (46) 15 ° 11 ° 87, Бюл. ¹ 42 (71) Московский станкоинструментальный институт (72) А.Д,Гладун и А.Д.Узунов (53) 621-75?.8(088.8) (56) Кельзон А.С. Динамика роторов в упругих опорах. М,, 1982 с, 21-22.

Маслов Г.С, Расчеты колебаний валов, N. 1968, с. 260, рис. 96. (54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ БЫСТРОХОДНОГО РОТОРА И УПРУГАЯ ОПОРА ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано цля гашения колебаний высокооборотных роторов, шпинделей и валов. Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей путем снижения виброактивности ротора и исключения дополнительных частот, возникающих из-за наличия дополнительных степеней свободы, обусловленных участием масс опор в колебаниях динамической системы опора-ротор-опора, Выполнение уп" ругих опор в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по ок-, ружности сосредоточенными массами 6, связанными между собой перемычками 7, выполнение в каждой из масс пары обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек 7 концентрических пазов 9, установка ротора в упругие опоры и воздействие на каждый упругий элемент сдвинутыми по фазе от- Я носительно друг друга на постоянную величину периодическими усилиями, соответствующими возмущающим усилиям ро-, тора, позволяет повысить ресурс высокооборотных машин в 5-6 раз. 2 с.II ф-лы, ? ил.

1352115

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний высокооборотных роторов, шпинделей и валов.

Цель изобретения — повышение эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей путем снижения виброактивности ротора и исключения дополнительных критических частот, возникающих из-sa наличия дополнительных степеней свободы, обусловленных участием масс опор в колебаниях динамической системы опора — ротор— опора, На фиг,1 изображена схема роторного узла; на фиг.2 -упругая опора, продольный разрез.

Способ осуществляют следующим образом. 20

Ротор 1 вместе с подшипниками 2 и

3 устанавливают в опоры 4 и 5 с циклическим расположением упругих элементов.

На каждый, упругий элемент воздей- 25 ствуют сдвинутыми по фазе относительно друг друга на постоянную:величину периодическими усилиями, соответствующими возмущающим усилиям ротора, ЗО

Способ может быть осуществлен также с помощью упругих опор,.каждая из которых выполнена в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по окружности сосредоточенными массами 6, связанными между собой перемычками 7, Массы 6 расположены симметрично относительно диаметральной оси

8 перемычки 7 и в каждой из масс выполнена пара обратно направленных и 40 расположенных по о6е стороны от перемычек 7 концентрических пазов 9.Жесткости перемычек 7 и образованных пазами 9 консольных лепестков 10 выбраны одинаковыми, а на концах лепестков

10 выполнены направленные от пазов 9 выступы 11.

В качестве примера может быть рассмотрен ротор, вращающийся с частотой . и об/мин. Необходимо определить параметры опор так, чтобы частота настройки совпадала с рабочими оборотами и.

Для левой и правой опоры имеют место формулы

4kC (2 — cos =-}

2п

P N

2д

N(3 — 2cos

2 и

3600kC (2-соя — )

2

4kC 1 (2- cos — )

С

2. 2=

В

N1 (3-2cos — )

3600k С, 1, (2- соя --.)

2i

1 и

2, С 111

12 и 1 — длина лепестков со о тйf ветственно левой и правой опоры; и l — длина перемычек каждой опоры;

KI, — изгибные жесткости ле.21 пестков каждой опоры;

ЕТ вЂ” изгибные жесткости перемычек, Е122. где 1

KIH u

ЕХ H где С вЂ” коэффициент жесткости упругих элементов левой опоры, Н/м;

С вЂ” коэффициент жесткости упру2, гих элементов правой опоры, Н/м;

m — сосредоточенная масса левой

1 опоры, кг;

m — сосредоточенная масса пра1

Вои опоры, кг, 1 Х

3 и 1 — расстояния опор до центра тяжести ротора, м;

И вЂ” число масс в каждой опоре (n )6);

k — коэффициент, определяемый из соотношения 0,05 К 0,2.

CP — коэффициент жесткости ротора как балки свободнб опертой своими концами (определяется для центра тяжести); и — частота вращения, об/мин, Геометрические параметры упругих элементов опор определяются из следующих соотношений, Левая опора

С4 1Н

Zl

5

С 111

EI

\ и.

Э

12

Правая опора з

С2191

ЕХ

У

13521 формула изобретения

Составитель Е.Савостин

Техред Л.Олийнык Корректор Л,Пилипенко

Редактор А.Ревин

Заказ 5547/30 Тираж 804 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Радиальное смещение лепестков, обеспечивающее начальный натяг при установке опор между корпусом и внешним кольцом подшипников, определяет.5 ся формулой

P — — ГМ), kCp где P — вес ротора вместе с подшипниками, Н.

Высота выступов h — - не меньше 4 мм.

Толщина выступов Ъ вЂ” не меньше

3 мм, Толщина пазов а — не меньше 3 мм.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) повышает ресурс высокооборотных машин в 5-6 раэ.

1. Способ гашения колебаний быстроходного ротора, заключающийся в том, что ротор устанавливают в опоры с циклически расположенными упругими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний в области вы"5

Ц соких скоростей, на каждый упругий элемент воздействуют сдвинутыми по фазе относительно друг друга на постоянную величину периодическими усилиями, соответствующими возмущающим усилиям ротора.

2, Упругая опора для гашения колебаний быстроходного ротора, выполненная в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по окружности сосредоточенными массами, связанными между собой перемычками, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей, массы расположены симметрично относительно диаметральной от перемычек и в каждой из масс выполнена пара обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек концентрических пазов, жесткости перемычек и образованных пазами консольных лепестков выбраны одинаковыми, а на концах лепестков выполнены направленные от пазов выступы,