Е. А. Богданов Основы технической
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| 2.3. Виброактивность роторов
Ротором называется звено, совершающее вращательное движение. Все машины, имеющие роторы, можно разделить на две группы: • машины с конструктивно неуравновешенными движущимися частями (поршневые компрессоры, поршневые насосы, качалки и др.); • машины с номинально уравновешенными движущимися частями. Ко второй группе относится большинство роторных машин. Вместе с тем полностью уравновешенных роторов не бывает. Для снижения вибрации роторы при их изготовлении стремятся максимально сбалансировать, но из-за неточности изготовления и сборки, неоднородности материала, деформации деталей ротора под нагрузкой и при асимметрии теплового поля, износа подшипниковых узлов всякий ротор имеет некоторую неуравновешенность. Неуравновешенность роторов является главной причиной вибрации роторных машин. При эксплуатации оборудования силы и моменты сил инерции от неуравновешенности ротора возрастают, так как к остаточным дисбалансам в плоскостях опор после балансировки добавляются технологические и эксплуатационные дисбалансы. Это приводит к необходимости балансировать роторы не только при их изготовлении, но также и в процессе ремонта и виброналадки на предприятиях, эксплуатирующих роторные машины. Так, например, ротор центробежного насоса, предварительно уравновешенный на балансировочном станке, в процессе работы насоса может оказаться по ряду причин гидродинамически неуравновешенным: в частности, из-за различия межлопастных объемов при заполнении их технологической жидкостью. В общем случае дисбалансы роторов в условиях эксплуатации складываются из трех составляющих: - дисбаланс ротора при установившейся рабочей скорости машины; - дисбаланс ротора после его балансировки на балансировочном станке (остаточный дисбаланс); - сумма технологических дисбалансов, возникающих при присоединении дополнительных элементов к ротору после его уравновешивания (например, зубчатой передачи); - эксплуатационные дисбалансы, дополнительно возникающие при процессе работы; - предельно допустимый эксплуатационный дисбаланс Во время вращения неуравновешенность вызывает переменные нагрузки на опорах ротора и его динамический прогиб. Существуют Два основных типа неуравновешенности — статическая и моментная. Рис. 2.4. Типы неуравновешенности роторов: а — статическая; 6 — моментная; в — динамическая Их различают по взаимному расположению оси вращения и оси инерции ротора А. При статической неуравновешенности ротора (рис. 2.4, а) его ось вращения и главная центральная ось инерции В параллельны, но находятся на некотором расстоянии ест друг от друга. При моментной неуравновешенности (рис. 2.4, б) оси пересекаются в центре масс ротора, поэтому моментная неуравновешенность не обнаруживается при статической балансировке. Наиболее общий случай, когда на роторе одновременно присутствует статическая и моментная неуравновешенности, называется динамической неуравновешенностью (рис. 2.4, в). При динамической неуравновешенности оси инерции и вращения непараллельны и пересекаются или перекрещиваются не в центре масс. Вклад от того или иного типа неуравновешенности определяется следующим правилом: полусумма составляющей вибрации в опорах на частоте вращения ротора определяет вклад от статической неуравновешенности, а полуразность — от моментной. В зависимости от величины неуравновешенной силы инерции Рк, возникающей при нормальной работе, машины делятся на четыре категории: малой динамичности, средней, большой и очень большой. Под действием силы FИ ротор в процессе вращения дополнительно получает динамический прогиб у. Закономерность изменения прогиба у рассмотрим на примере идеализированного одномассового ротора с одной степенью свободы в виде невесомого вала с массивным диском, расположенным посередине между подшипниковыми опорами (рис. 2.5, а). Центробежная сила инерции FИ, действующая на такой ротор, уравновешивается силой его упругости Fупр: где т — масса вращающегося ротора; w — частота вращения ротора; ест — смещение оси инерции ротора (центра масс) относительно оси его вращения; с — коэффициент жесткости ротора. рис. 2.5. Амплитудно-частотная характеристика однодискового неуравновешенного ротора с различным демпфированием: a — схема ротора; 6 — амплитудно-частотная характеристика Отсюда жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|