Резонанс в валах

В настояш,ей статье мы займемся рассмотрением явлений резонанса в валах и на этом примере постараемся показать, как велико может быть различие между результатами статического и динамического расчетов. Вопросу этому за последнее время посвящено немало статей теоретического и экспериментального характера. Назову из них работы Г. Лоренца ), Г. Фрама ), [c.13]

К ВОПРОСУ о ЯВЛЕНИЯХ РЕЗОНАНСА В ВАЛАХ [c.14]

К вопросу о явлениях резонанса в валах. Известия С.-Петербургского политехнического института, 1905, том 3, вып. 1—2, стр. 55—106. Отд. оттиск, СПб., 1905, 52 сгр. [c.688]

Колебания при скручивании. Закрепленные на валах вращающиеся массы, в особенности маховые колеса, ременные и канатные шкивы, могут создавать прямо противоположные друг другу и притом колеблющиеся скручивающие моменты при / отдельных вращающихся массах, разделенных отдельными пружинящими участками вала, периодически колеблющаяся система имеет I — 1 различных периодов собственных колебаний. Поэтому необходимо принять меры к тому, чтобы число возможных периодических колебаний в размере приложенных к валу сил (возникающих, например, при кривошипном механизме в поршневой машине или в какой-либо ударной машине) было бы значительно ниже наименьшего числа собственных колебаний периодически колеблющейся системы так, чтобы была исключена возможность возникновения явления резонанса с числом оборотов между состоянием покоя и полным числом оборотов вала. О расчете и способах уничтожения резонанса в валах смотри также раздел С Детали машин для уравновешивания . [c.470]

Основное практическое значение для валов имеют расчеты частот собственных колебаний для предотвращения резонанса колебаний, т. е. нарастания амплитуд колебаний при совпадении или кратности частоты возмущающих сил и собственной частоты колебаний. В валах наблюдаются поперечные или изгибные колебания, а также изгибно-крутильные колебания. Частоты собственных колебаний для простейших валов и осей подсчитывают по формулам, приведенным в табл. 16.10. [c.333]

В настоящей главе свои рассуждения мы вели в предположении, что все звенья машины абсолютно жесткие. Но на самом деле все части машины обладают упругостью. Все же силы, действующие в машине, носят периодический характер, а потому в этой системе, обладающей упругостью и находящейся под действием периодических сил, мы получим колебания к возможен резонанс. Поэтому вал, вращаясь, подвергается крутильным колебаниям, которые различны в различных сечениях. Отсюда следует, что каждое сечение вала будет иметь свой коэффициент неравномерности. Но этого вопроса мы здесь разбирать не будем, а перейдем к вопросу об уравновешивании сил инерции в машинах. [c.39]

Кроме пиков, связанных с резонансом, в вертикальных и поперечных плоскостях фундамента возникают один или два пика, вызванных прохождением ротора через критические числа оборотов. Положение и величина этих пиков зависят от конструкции валов и под-7 99 [c.99]

Общая схема расчета системы на крутильные колебания и внесения изменений может быть представлена в следующей последовательности 1) определение моментов инерции деталей (по чертежам или из опыта) 2) определение крутильной жесткости участков валов (по чертежам или из опыта) 3) составление эквивалентной системы 4) расчет частот собственных колебаний для первых трех — пяти форм 5) зная формы колебаний, оценивают MSa,- гармоник, дающих резонансы в рабочем диапазоне оборотов 6) для нескольких самых больших значений /М2а, задавшись или Р, находят амплитуду А и масштаб формы — [c.391]

Кроме того, смазочный слой вызывает раздвоение критической угловой скорости, вызванное анизотропией упругих и демпфирующих свойств слоя. Резонанс в вертикальной плоскости смещен в сторону более низких частот вращения от критической угловой скорости соо вала на жестких опорах. Смещение это невелико, и практически можно считать, что резонанс в вертикальной плоскости совпадает с шо. Резонанс в горизонтальной плоскости расположен на значительно большем расстоянии от Шо. К этому следует добавить, что резонанс, замеренный по диску, и резонанс, замеренный по колебаниям шейки вала, не совпадают по частоте вращения. При резонансе диска максимальные амплитуды возникают в вертикальной плоскости. Траектория центра диска представляет собой вытянутый в вертикальном направлении эллипс. [c.304]

Колебания около положения равновесия становятся опасными для вала и конструкции в целом, когда частота возмущающей силы становится равной частоте собственных колебаний системы, т.е. когда наступает резонанс. При этом существенно возрастают амплитуды колебаний, т. е. существенно возрастают и деформации, и напряжения в вале, которые будут определяться, в основном, не внешней нагрузкой, а силами инерции колеблющихся масс. [c.423]

Если диапазон рабочих чисел оборотов сисгемы широк, то следует освободить от резонансов только важнейшие зоны работы. Слабые резонансы, при которых напряжения в вале не превышают допустимых, могут располагаться близко к основным режимам. Однако точное совпадение частот даже слабых резонансов с используемыми оборотами системы недопустимо. [c.345]

Быстроходные трансмиссионные валы необходимо проверять на возможность возникновения резонанса. При этом амплитуда колебаний может достигнуть больших значений, и напряжения в вале превысят допустимые. [c.402]

Валы быстроходных машин проверяют на упругие колебания. Эта проверка сводится а) к определению так называемых критических чисел оборотов, при которых движение валов становится динамически неустойчивым, и б) к выбору таких размеров вала, при которых период собственных колебаний вала не совпадает с периодом изменения внешних сил и не лежит близко к нему, т. е. не имеет места явление резонанса. В случае резонанса амплитуда колебаний вала возрастает и может быстро достигнуть таких значений, при которых вал ломается. [c.433]

Одним словом, всякий раз, когда число собственных колебаний вала кратно числу оборотов машины, мы имеем дело с явлениями резонанса и можем ожидать опасных напряжений в валу. [c.19]

ЧИСЛО собственных колебаний вала по формуле (6) 1 если это число окажется кратным числу оборотов машины, то тогда размеры вала должны быть непременно изменены. В нашем распоряжении имеется диаметр вала, изменяя который, мы можем подобрать такой момент инерции Ур для поперечного сечения, чтобы нормальное число оборотов машины было далеко от критического числа оборотов. При такой поверке вала на резонанс может иногда оказаться выгодным даже уменьшение диаметра вала. Уменьшение диаметра, конечно, повысит в валу среднее значение напряжений, но отдаление числа собственных колебаний от критического числа дает больше уверенности в прочности вала. [c.24]

Колебания валов с присоединенными деталями и узлами возникают под действием внешних постоянно действующих и периодически изменяющихся сил и обусловлены, главным образом, упругими деформациями валов. Малые колебания около положения равновесия становятся опасными для вала и конструкции в целом, когда частота возмущающей силы совпадает с частотой собственных колебаний системы или кратна ей, т.е. наступает резонанс. При этом напряжения в вале существенно возрастают, их значение определяется не столько внешней нагрузкой, сколько силами инерции колеблющихся масс. [c.126]

В 1905 г., когда возраст одного из авторов не достигал и года, С. П. Тимошенко уже опубликовал в журнале Известия Санкт-Петербургского политехнического института свою первую научную статью К вопросу о явлениях резонанса в валах . В ней рассматривался вал постоянного диаметра с укрепленными на концах дисками и показывалось, как с помощью метода Релея можно приближенно учесть влияние распределенной массы вала на период свободных крутильных колебаний. В статье также указывалось, что аналогичным образом можно вычислить период основных колебаний вала, несущего несколько (более двух) дисков. Это был первый случай применения метода Релея (Рэлея) в инженерной задаче, и он же положил начало исследованию проблем колебаний в технике. Из этой статьи видно, какое большое влияние оказала книга лорда Релея Теория звука на последующие работы С. П. Тимошенко, посвященные теории колебаний. [c.10]

Так как наступление резонанса в подобных случаях крайне нежелательно, то рабочее число оборото1з вала мотора следует подбирать таким, чтобы оно было значительно больше Якр тогда будет р k и амплитуда вынужденных колебаний системы будет близка к нулю. [c.375]

Параметрические колебания возбуждаются в системе только при определенном соотношении между частотой изменения параметра систе.мы и частотой собственных колебаний системы, и в этом отношении они сходны с явлением резонанса.. В примере с маятником частота изменения его длины вдвое превышала частоту собственных колебаний, так как полупериоду колебания маятника еоответство-вал полный период изменения его длины. В примере с качелями частота изменения параметра также вдвое превышала частоту собственных колебаний системы. [c.192]

Все эти средства могут оказаться недостаточными, чтобы устранить затруднения, с которыми может столкнуться конструктор поршневых машин. Об этом свидетельствует ряд изобретений, авторы которых ставят цель уменьшить деформации при крутильных колебаниях или предупредить возникновение резонанса в пределах эксплуатационного числа оборотов. Вначале наблюдалось стремление увеличить затухание колебаний вала при помощи демпферов, которые превращают механическую работу в тепло. Демпферы обычно начинают работать при возникновении резонанса илп вблизи его. Такие устройстпа будут рассмотрены в следующей главе. [c.316]

ВЫХОДНОГО момента, кинематики шарнира и деформации вала в плоскости OXiZj. Первый член уравнения (24) —Т sin а sin в /А соответствует изгибающему моменту для системы с абсолютно жесткими звеньями. Периодическое изменение величины изгибающего момента даже при постоянном моменте на выходе вызывает колебательные явления в выходном валу, что создает опасность возникновения резонанса в случае совпадения частот вынужденных и собственных колебаний вала. [c.197]

Во многих статьях и монографиях задачи о прохождении через резонанс рассматривались в предположении, что скорость вращения валов, несущих неуравновешенные массы, в процессе пуска или остановки машины изменяется по линейному закону, т. е. валы вращаются равномерно-ускоренно или равномерно-замедленно [4, 7, 9, 11, 12]. В указанных работах установлен ряд важных закономерностей процесса прохождения через резонанс, в частности, показано, что максимум амплитуды (размаха) колебаний достигается несколько позднее того момента, когда частота вращения становится равной соответствующей собственной частоте, а также, что указанный максимум убывает с ростом ускорения вала. Однако полученные в упомянутых работах количественные (а иногда н качественные) результаты не всегда применимы к вибрационным машинам, характеризующимся относительно большими массами дебалансов вибровозбудителей. В таких машинах вращение вала вблизи резонансных частот уже нельзя полагать равномерно-ускоренным или рав-номерно-замедленным здесь происходит весьма интенсивная и существешю зависящая от настройки перекачка энергии от вращающегося вала в колебательную систему. Поэтому ниже приведены результаты, полученные при более полном решении задачи, когда изменение частоты вращения дебалансного вала не считается равномерным, а учитывается степень свободы системы, соответствующая вращательной координате (углу поворота вала). [c.180]

Для снижения уровня колебаний во время прохождения через резонанс в случае, когда они нежелательны, при проектировании вибрационных машин применяется ряд способов. В числе этих способов отметим использование вибровозбудителей с автоматически или вручную регулируемым статическим моментом дебалансов (при прохождении через резонанс статический момент уменьшается) применение электрического или механического торможения вала при выбеге и форсированного пуска при разгоне использование двигателей с повышенным пусковым ыомен- [c.180]

В 1971 году в издательстве Наука вышел в свет сборник оригинальных работ Степана Прокофьевича Тимошенко Устойчивость стержней, пластин и оболочек , который был полностью просмотрен и одобрен автором. В этом сборнике дан был очерк жизни и научного творчества С. П. Тимошенко. Предлагаемый вниманию читателей сборник также был просмотрен автором и составлен согласно его желанию, хотя и выходит он уже после смерти С. П. Тимошенко, произошедшей 29 мая 1972 года в городе Вуппертале (Федеративная Республика Германия) на девяносто четвертом году жизни. Здесь содержатся двадцать шесть оригинальных работ С. П. Тимсшечко по проблемам прочности и колебаний элементов конструкции. Эти исследования посвящены изучению резонансов валов, несуш,их диски, эффективному анализу продольных, крутильных и изгибных колебаний прямых стержней посредством использования энергетического метода и применению общей теории к расчету мостов при воздействии подвижной нагрузки, вычислению напряжений в валах, лопатках и дисках турбомашин, расчету напряжений в рельсе железнодорожной колеи как стержня, лежащего на упругом сплошном основании, при статических и динамических нагружениях. Детально рассмотрены важные вопросы допускаемых напряжений в металлических мостах. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...