ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уничтожение критических режимов и разгрузка опор роторов турбомашин из "Нелинейные колебания элементов машин и сооружений " Современная техника характеризуется все большим и большим расширением класса турбомашин. Турбомашины получили применение в авиации, транспорте, стационарных силовых установках и многих других отраслях техники и народного хозяйства например, турбодетандеры, центрифуги, гироскопы, аккумуляторы энергии и т. д. Тенденция более эффективно использовать тот же объем и вес, а также повысить к. п. д. машин приводит все к большей быстроходности строящихся турбомашин. Поэтому сейчас основная проблема динамической прочности вращающихся валов и роторов, связанная с возникновением у них критических режимов, приобретает особый интерес. Следует заметить, что проблема динамической прочности вращающегося вала или ротора тесно связана с вопросом обеспечения надежной работы его подшипников. Поэтому всю проблему в целом можно назвать, в некотором смысле, балансировкой гибкого вала или ротора на всех режимах его работы. [c.53] Все работы, в которых затрагивается проблема динамической прочности вала или ротора, могут быть отнесены к двум направлениям. [c.53] Работы второго направления должны решить также проблему уничтожения критических режимов для роторов, имеюш,их широкий диапазон рабочих чисел оборотов. [c.54] Нужно отметить, что если первое направление в исследовании динамической прочности вращаюш,ихся частей машин в основном достигло своей цели, то второе направление сейчас начинает только развиваться. Очевидно, что оно должно исследовать главным образом основные критические режимы, которые на практике обычно и создают ненормальные условия работы агрегата или разрушают его. [c.54] Представляется, что сейчас в теории поперечных колебаний и тесно связанных с ними критических режимов роторов сложилась такая обстановка, какая была четверть века назад в теории крутильных колебаний в те времена уже достаточно хорошо представляли явление крутильных колебаний и уже знали, что они могут быть опасными. Напомним случай, имевший место в 1929 г. с немецким дирижаблем LZ-127, у которого силовая установка, состоящая из пяти моторов, вышла из строя по причине поломки почти всех двигателей из-за развития в них крутильных колебаний [12]. Однако тогда наука и техника имели в своих руках очень слабые средства борьбы с опасными резонансными крутильными колебаниями теория и конструкция различного типа демпферов еще не были разработаны. [c.54] Позднее были разработаны различного вида антивибраторы (динамические демпферы), демпферы жидкостного и сухого трения [12], нелинейные демпферы [13], была осознана работа нелинейной муфты как демпфера крутильных колебаний [14] и пр. [c.54] Однако сейчас можно видеть, как начинают развиваться, правда еще робко, те же основные направления в методах борьбы с поперечными колебаниями, которые существуют и в крутильных колебаниях. Этих методов несколько и каждый из них имеет свою область наиболее удачного применения. [c.54] Эти устройства сильно сдвигают критические режимы по оборотам и могут освобождать от них некоторый диапазон рабочих оборотов, если он не очень велик. Линейная упругая опора может применяться и с другой целью для разгрузки высокона-груженных быстроходных подшипников. [c.55] Эффект разгрузки особенно важен для высоконагруженных скоростных подшипников тех роторов, у которых происходит рост дисбаланса во время эксплуатации (по сравнению с допустимым монтажным дисбалансом). Это относится в первую очередь к ротору газовой турбины, диск которой работает в области пластической деформации и у которой может наблюдаться заметная вытяжка лопаток. Более того, у газовой турбины возможны и дефекты обгар лопатки, обрыв частей лопатки и даже обрыв полной лопатки. Эти дефекты могут привести к возникновению неуравновешенных сил, измеряющихся сотнями килограммов и даже несколькими тоннами. Так, обрыв лопатки создает на современной газовой турбине неуравновешенную силу в 7—10 т, вектор которой вращается с огромной скоростью (более 10 ООО об/мин.). Очевидно, что такой дефект при обычной (жесткой) конструкции опор ротора должен привести к аварии и даже к катастрофе. Указанные дефекты могут возникать у газовой турбины как во время длительной эксплуатации, так и особенно в период форсировки и доводки конструкции двигателя на заводе. Таким образом, с помощью применения упругого подшипника, т. е. амортизации опоры, у газовой турбины можно существенно поднять ее надежность в процессе эксплуатации. [c.55] Также следует подчеркнуть, что упругие опоры ротора делают излишней упругую подвеску двигателя к фундаменту. [c.55] Указанные свойства демпфера сильно ограничивают область его применения. [c.56] При рассмотрении теории нелинейного демпфирования опущено дополнительное действие сил трения. Действие его и здесь оказывается обычным и может быть легко учтено (см. п. 7). [c.56] Вернуться к основной статье