РОЗДІЛ 2.
МЕТОД ВІБРОЗАХИСТУ РОТОРА ШЛЯХОМ ОДНОЧАСНОГО БАЛАНСУВАННЯ І ДЕМПФІРУВАННЯ ЙОГО ВІБРАЦІЙ
Теоретично обгрунтовується новий метод віброзахисту роторів, згідно з яким одночасно зрівноважується дисбаланс і демпфіруються кутові вібрації ротора і який базується на використанні автобалансуючих і демпфуючих властивостей відомих некласичних КВ з нерухомою точкою на повздовжній осі ротора. Визначаються ознаки, комбінаціями яких створюються різни схеми АБД, розглядається принципи дії останніх, визначаються технічні характеристики пристроїв - маса, балансувальна ємність, габаритні розміри, та інші.
2.1. Деякі приклади створення АБД
Наводяться окремі приклади створення АБД, розглядаються їх конструкція і принцип дії. Показується можливість узагальнення теорії віброзахисту роторів з використанням АБД.
В [12] вперше запропоновано використовувати для зрівноваження роторів некласичний КВ у вигляді двох зв'язаних під прямим кутом маятників, насаджених на осі, перпендикулярні валу. Приклади конкретного виконання, принцип дії і ефективність зрівноваження ротора такими пристроями вивчені в роботах [54-56]. КВ у таких пристроях мають низку переваг над класичними КВ, зокрема: діють на осі, на які насаджені тільки з силами, необхідними для зрівноваження дисбалансу, що значно зменшує сили тертя між КВ і осями і підвищує якість балансування ротора.; у вертикально розташованому роторі під час пуску КВ займають нейтральне положення, у зв'язку з чим не вносять додатковий дисбаланс в систему.
Виходячи з наявних матеріалів, В.С.Сотниковим, Г.Б. Філімоніхіним було вперше запропоновано [18]: для демпфірування кутових коливань ротора встановлювати з'єднанні під прямим кутом маятники з можливістю здійснювати сферичний рух навколо нерухомої точки на осі вала; для забезпечення сферичного руху застосовувати карданів підвіс, або сферу; якщо маса маятників мала для демпфірування вібрацій, то з маятниками чи віссю з'єднувати масивне симетричне тіло. Розглянемо приклади конкретного виконання конструкцій АБД за запропонованим технічним рішенням.
Приклад 1.1. На рисунку 2.1 зображений запропонований пристрій. Він містить карданів підвіс 1, вісь 2, маятники 3, 4, з'єднані під прямим кутом. Карданів підвіс встановлюється усередині порожнистого ротора 5. Вісь 2, або маятники можуть бути зв'язані з симетричним масивним тілом, центр мас якого знаходиться на осі вала.
Пристрій працює так. На закритичній швидкості обертання площина маятників ? суміщається з площиною осі вала і вектора дисбалансу. Потім маятники повертаються навколо осі 2 у легкий бік ротора і тим самим зменшують дисбаланс. Тому при усуненні дисбалансу робота запропонованого пристрою аналогічна роботі вихідного автобалансиру. Але пристрій буде однаково добре демпфірувати крутильні і кутові вібрації ротора, бо маятники і вісь 2 можуть здійснювати сферичні рухи. Якщо маса маятників незначна і її не вистачає для демпфірування вібрацій, то можна з'єднати з віссю чи маятниками масивне симетричне тіло (на рисунку не показано). Воно також буде демпфірувати вібрації завдяки своїй масі і силам в'язкого тертя в шарнірах карданового підвісу. При цьому, оскільки маятники і масивне тіло можуть здійснювати будь-який сферичний рух, будуть однаково добре гаситися будь-які крутильні і кутові вібрації ротора. Оскільки тіло масивне і в кардановому підвісі діють сили в'язкого тертя, то демпфіруючи властивості пристрою будуть істотними. Вісь 2 додатково несе стабілізуючу функцію, бо сприяє фіксації положення площини ?, в якому вона проходить через вісь вала. Демпфіруючі властивості пристрою можна збільшити шляхом заповнення порожнини ротора в'язкою рідиною.
Рисунок 2.1 Рисунок 2.2
Приклад 1.2. В другому варіанті вісь 2, на яку насаджені маятники 3, 4, кріпиться до сфери 1 по її діаметру (рисунок 2.2). Сфера може бути масивним симетричним тілом. Вона встановлена в сферичну порожнину 6 ротора 5 з можливістю здійснення будь-яких сферичних рухів навколо точки на осі вала. Порожнину, як і саму сферу, можна заповнювати в'язкою рідиною і збільшувати тим самим демпфіруючі властивості пристрою.
Пристрій працює як і в прикладі 1.
Приклади 1.3, 1.4. Усередині порожнистого ротора можна встановлювати два пристрої з прикладів 1 і 2. Два пристрої здатні повністю зрівноважити ротор (усунути статичний і динамічний дисбаланси), бо зрівноважують його у двох площинах корекції.
2. Дещо інший підхід у створенні автобалансирів-демпферів полягає у виконанні сфери і корегуючого вантажу у вигляді одного тіла [19]. Такий підхід дозволяє спростити автобалансуючі пристрої шляхом зменшення кількості його деталей. Для прискорення процесу балансування в сферичне тіло, певним способом, можуть заключатися стабілізуючи маси. Корегуючі і стабілізуючі маси можуть бути виконані у вигляді отворів у сферичному тілі.
Приклад 2.1. На рис. 2.3 зображений запропонований пристрій. Він містить сферу 1 і дві корегуючі маси 2, 3, жорстко прикріплені до неї усередині так, що кут між векторами їх дисбалансів і центром сфери - 900. Сфера встановлена у сферичну порожнину 4 ротора 5.
Пристрій працює так. На закритичній швидкості обертання площина корегуючих мас ? суміщається з площиною вала і вектора дисбалансу. Потім площина повертається так, що корегуючі маси переміщуються у легкий бік ротора і тим самим зменшують дисбаланс. При крутильних і кутових вібраціях ротора виникає внутрішнє в'язке тертя між сферою і ротором. Тому ці вібрації демпфіруються (гасяться). Якщо маса корегуючих вантажів мала, то сфера виконується більш масивною.
Приклад 2.2. На відміну від попереднього, в цьому варіанті (рис. 2.4) додаються дві однакові стабілізуючі маси 6, 7 - одна напроти другої на лінії, що проходить через центр сфери і перпендикулярна до площини ? перших двох корегуючих мас.
Пристрій працює як і в прикладі 2.1, тільки стабілізуючі маси сприяють процесу балансування ротора, бо прискорюють вихід площини ? у положен
- Київ+380960830922