ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Федоров, А. Я. Васильев. Влияние неуравновешенности ротора на вибрацию корпуса из "Теория и практика балансировочной техники " При изучении вибраций газотурбинного двигателя (ГТД) (частоты, формы, а.мплитуды) и методов уравновешивания и.х роторов значительное внимание уделяется анализу совместны.х колебаний систем ротор — опоры — корпус, при этом корпус расс.матривают как балочную конструкцию. Однако такое допущение недостаточно полно, ибо корпусы представляют собой, большей частью цилиндрические оболочечные конструкции. Поэто.му расчет собственных частот колебаний корпусов следовало бы проводить как оболочек. Это необ.ходимо потому, что одной из возможных причин повышенных вибраций корпуса могут оказаться резонансные режи.мы, связанные с совпаде-ние.м роторных частот с собственными частотами колебаний оболочки, измеряемые датчиками, установленными иа корпусах либо на опорах турбомашины. [c.219] На рис. 2 приведены формы колебаний оболочки в окружном направлении, соответствующие числу волн п = 2, 3, 4, а на рис. 3 представлена качественная картина колебаний оболочки, которая показывает зависимость собственной частоты колебаний от числа п. [c.220] Из теории колебаний оболочек известно, что для длинных оболочек (длина оболочки много больше радиуса) минимальные частоты колебаний будут происходить при числе волн в окружном направлении, равном двум (и = 2). В случае оболочки меньшей длины число волн в окружном направлении, которому соответствуют минимальные частоты колебаний, будет больше двух. Если крепление корпуса произведено в трех точках, то наиболее вероятной формой колебаний будет форма, соответствующая п = 3, хотя и нс исключено появление других форм колебаний, частоты которых могут оказаться близкими к роторной частоте. [c.221] При расчете собственной частоты колебаний корпуса принимаем, в первом приближении, что он является изотропной гладкой цилиндрической оболочкой. Считаем, что колебания корпуса носят изгибный характер, а его минимальные частоты колебаний т = 1. Что касается действия на корпус газодинамических сил, то их мы не учитываем. [c.221] В результате расчета собственная частота колебаний оболочки соответствует 314 гц, что входит в диапазон работы данной роторной системы. Вследствие этого можно ожидать вибрации при оборотах ротора, близких к 18 800 об1мин, с амплитудой, зависящей от метода уравновешивания ротора, величины и местоположения дисбаланса, а также упругоинерционных свойств системы ротор — опоры — корпус. Эти свойства предопределяют уровень вибраций машины в большей степени, че.м дисбаланс ротора. [c.222] Для оценки влияния жесткости роторов на амплитудно-частотную характеристику турбомашины и анализа причин ее вибраций были взяты два ротора, имеющие разную жесткость [3]. Так, у одного сос = 1643 1/сек, а у второго со,- = 2650 1/сек. Каждый из роторов был одинаково уравновешен и прошел испытание в одном и том же корпусе ГТД, имеющего рабочий диапазон 9—11 тыс. об/мин. [c.222] Результаты опытов, приведенные на рис. 4, показали, что при значительном изменении жесткости роторов критическая скорость (замеренная частота колебаний) системы почти не изменилась. Некоторое смещение оборотов объясняется разницей в массах ротора 2 (50 кг) и ротора 7(115 кг). [c.222] Если учесть, что оболочки имеют собственные частоты колебаний, возбуждающиеся роторными частотами, то, по-ви-ди.мому, следует обратить внимание на выбор методов уравновешивания роторов таких систем с учетом резонансных состояний и величины дисбаланса. При замере вибраций турбомашины с установкой датчиков на корпусе учитываются его окружные и продольные колебания. [c.222] Результаты опытов, приведенные на рис. 5, показывают на снижение амплитуды вибраций более чем на 30% и сдвиг критической скорости системы на 10% Рабочий диапазон 9— 11 тыс. об1мин. [c.223] если для одпорежимных стационарных машин частотная отстройка статора решается не сложно, то для мпогорежим-ных ГТД летательных аппаратов эта задача не из легких. Поэтому наряду с конструктивными методами в полной мерс должны быть использованы и технологические. Снижение амплитуды критической скорости системы может быть достигнуто иногда только лишь путем качественной балансировки роторных систем и специальной их сборки с корпусами. [c.223] В некоторых случаях по результатам измерения прогибов могут быть приняты решения о перебалансировке ротора. [c.223] Сборка ротора в системе должна осуществляться с учетом расположения их остаточных дисбалансов в зависимости от упруго-инерционных свойств корпуса. [c.224] Вернуться к основной статье