Лопатки Основная частота колебания

Известно, что основная частота значительно ниже остальных частот. Поэтому, пренебрегая обратными величинами квадратов остальных частот, получим первое приближение для определения основной частоты колебаний лопатки [c.174]

Из сравнения выражений (99) и (101) видно, что основная частота колебаний закрученной лопатки может определяться теми же методами, что и [c.294]

Приближенный расчет основной частоты колебаний. Лопатку рассматривают как консольный стержень переменного сечения с непрерывно распределенной массой (рис. 22), совершающий гармонические колебания в плоскости меньшей жесткости г[0г (см. рис. 7). В приближенном расчете закрученностью пренебрегают. Смещение оси лопатки в сечении г = [c.294]

Из сравнения выражений (101) и (102) видно, что основную частоту колебаний закрученной лопатки можно приближенно определить теми же методами, что и основную частоту соответствующей незакрученной лопатки (см, стр. 294), но с заменой момента инерции сечения эффективной геометрической жесткостью на изгиб где [c.307]

Приближенный расчет основной частоты колебаний 294 — 297 Лопатки — Пути повышения запаса прочности 327 i— Распределение изгибающих момен-тов по длине пера 313 [c.689]

Собственные частоты колебаний лопаток лел ат в очень больших пределах — примерно от 40 до 5 000—10 000 гц н выше. Лопатки ло частоте колебаний разделяют на две основные группы низкочастотные и высокочастотные. [c.235]

На рис. 35 представлен график нагрузки, действующей на лопатку в течение одного оборота. Такая схема приблизительно соответствует случаю очень малой продолжительности нагружения и разгружения лопатки по сравнению со временем действия нагрузки. Наибольшую амплитуду колебаний лопатка имеет в момент ее входа и выхода из струи пара. Как пока- зоо зывают расчеты [39], с увеличением частоты собственных колебаний лопатки их амплитуда резко уменьшается. На рис. 36 представлен пример изменения амплитуды с точностью до постоянного множителя для основного тона колебаний при прямоугольной иа грузке для двух частот враш,е-ния 3000 и 1500 об/мин. Декремент колебаний при этом 6—0,01. В обш,ем случае величина резонансных напряжений в корневом сечении лопатки для основного тона колебаний может быть представлена в виде [c.81]

Незакрученные лопатки используют для первых ступеней турбин и последних ступеней компрессоров. Для основной частоты изгибных колебаний результаты оказываются пригодными и при малой закрутке лопаток. Излагаемые методы расчета [c.231]

Основные виды колебаний. Резонансные колебания вызываются совпадением одной из собственных частот лопатки с частотой переменных газовых сил, действующих на вращающуюся лопатку. [c.309]

С первой гармоникой к оборотам к = 1) рабочие лопатки, как правило, не резонируют, так как с увеличением оборотов изгибные частоты колебаний увеличиваются, причем частота основного тона/ > р, а резонанс крутильной формы колебаний обычно уходит далеко за пределы рабочих оборотов. [c.310]

Основными неисправностями в работе пневматических вибраторов могут быть уменьшенная частота колебаний из-за недостаточного количества подводимого воздуха повышенный расход воздуха из-за недостаточного давления, повреждения шланга или утечек в соединениях, а также из-за износа лопатки. [c.182]

Пример. Определение основной частоты собственных колебаний консольного стержня пере менного сечения (например, турбинной лопатки) по формулам (166), ( 67), [c.369]

Пример. Определение основной частоты собственных колебаний консольного стержня переменного сечения (например, турбинной лопатки ), Данные расчёта стержня приведены в табл. 6. [c.271]

Для обеспечения усталостной прочности лопаток уровень переменных напряжений в них должен быть достаточно низким. Повышенные переменные напряжения возникают в лопатках, в основном на резонансных режимах, когда частота внешних возбуждающих сил совпадает с одной из собственных частот колебаний [c.294]

Сущность метода состоит в том, что пульсирующий воздушный поток подводится к консольно укрепленной лопатке [42, 43]. Лопатка крепится за хвостовик к массивному основанию. Пульсация воздушного потока создается прерыванием (затенением) струи, имеющей постоянную скорость, с частотой, равной частоте одной из форм собственных колебаний лопатки. Возникающие резонансные колебания лопатки усиливаются до необходимой амплитуды. Основная трудность использования этого метода заключается в поддержании частоты колебаний на заданном уровне с высокой точностью. Подобные установки получили распространение для исследования форм колебаний и при проведении кратковременных испытаний на усталость при комнатной температуре. Нагрев лопатки в данном случае затруднен из-за прокачки воздуха. [c.246]

В. И. Коваленко [1.33] (1968) исследовал свободные колебания основной частоты короткого стержня применительно к лопаткам турбин. Уравнения балки Тимошенко решаются при довольно сложных граничных условиях. На одном конце заданы граничные условия, соответствующие защемлению, но с учетом упругой податливости поворота. На свободном конце учитываются поперечная сила инерции сосредоточенной массы (бандажа) и изгибающий момент, обусловленный упругим креплением бандажа. Построены графики изменения относительной частоты il)=io/(i)o (здесь о и ыо — частоты, соответствующие уточненной и классической теориям) в зависимости о т относительной длины I. Одна из таких кривых [c.85]

Для обеспечения сопротивления усталости лопаток уровень переменных напряженнй в них должен быть достаточно низким. Повышенные переменные напряжения возникают в лопатках, в основном на резонансных режимах, когда частота внешних возбуждающих сил совпадает с одной из собственных частот колебаний лопатки. Практическое значение имеют частоты до 10 ООО—15 ООО Гц, а в редких случаях н более высокие. [c.285]

Несущая способность элементов конструкций по сопротивлению усталости при циклическом нагружении рассматривается в свете вероятностных представлений о возникновении разрушения и об уровне действующих переменных напряжений. При этом следует иметь в виду основные условия нагруженности изделий и их элементов. Многим из них свойственны стационарные режимы переменной напряженности, уровень которой в пределах большого парка однотипных конструкций и их деталей от изделия к изделию меняется, причем отклонение уровней носит случайный характер. Примером таких деталей являются лопатки стационарных турбомашин. Условия возбуждения колебаний этих деталей в однотипных машинах зависят от изменчивости условий газодинамического возбуждения и механического демпфирования, уровня частоты собственных колебаний и эффекта их связности в роторе с лопатками (что обычно является результатом технологических отклонений). Подобные условия имеют место и для многоопорных коленчатых валов стационарных поршневых машин при укладке их на не вполне соосные опоры, для шатунных болтов из-за неодинаковости их монтажной затяжки и т. д. [c.165]

Максимальные вибрационные напряжения на входной кромке рассматриваемой лопатки, по данным предприятия изготовителя, возникают при ее колебаниях по основному тону с частотой 1170 Гц на резонансной частоте вращения ротора высокого давления 3900 об/мин (18 гармоника). При этом величина напряжений достигает 30 МПа, а запас прочности при этом составляет не менее 10,0. В связи с этим обрыв пера лопатки VH ступени не мог быть объяснен только появлением забоины на лопатке, поскольку по своей геометрии она не может снизить усталостную прочность лопатки в 10 раз. [c.593]

Особенно эффективно применение бандажной полки, влияние которой на вибрационные напряжения в рабочей лопатке турбины показано на рис.8. На лопатках с бандажной полкой замеренные вибрационные напряжения в 4 раза меньше, чем на лопатках без полки и, кроме того, отсутствуют колебания с частотой основного тона (/о = 940 Гц, /i = 1520 Гц). [c.61]

Упругий диск с жесткими лопатками. Рассмотрение такой системы позволяет дать качественное толкование появлению в основной системе упругий диск — упругие лопатки дополнительных собственных частот, связанных с перемещением лопаток как жестких тел и с вовлечением в колебания масс, принадлежащих диску. Предполагается, что диски рабочих колес осевых турбомашин не-деформируемы в своей срединной плоскости частоты собственных колебаний, связанные с перемещениями их масс в радиальном и окружном направлениях, из рассмотрения исключаются. Реально эти частоты весьма велики и обычно лежат вне диапазона частот, представляющего практический интерес. [c.94]

Деформация спектра рабочего колеса под воздействием центробежных сил. На рис. 6.29 приведен спектр рабочего колеса с консольными лопатками в условиях вращения (сплошные линги и при отсутствии его (штриховые линии). Влияние вращения при различных числах т, а также частотных функциях весьма раз.лпч-но. Это определяется конкретными формами колебаний системы. Например частоты, принадлежащие правой ветви частотной функции п=2, практически не изменяются с увеличением частоты вращения. Это понятно, поскольку им соответствуют формы колебаний, связанные в основном с крутильными деформациями лопаток при практически спокойном диске. Это вполне согласуется с хорошо известным фактом слабого влияния вращения на частоты крутильных колебаний изолированных лопаток. Напротив, частоты правых ветвей частотных функций п=0 и п— (см. рис. 6 12) сильно изменяются с возрастанием частоты вращения. Им соответствуют формы колебаний с преобладанием изгибных деформаций лопаток, на которые вращение сказывается больше. Для других фрагментов спектра степень влияния вращения определяется совместными колебаниями диска и лопаток. [c.112]

Таковы основные возможности изменения частоты собственных колебаний лопаток по сравнению с расчетной фактически отдельные лопатки ротора работают при разных условиях эксплуатации с различными частотами собственных колебаний. Возможные при этом отклонения действительных частот могут резко снижать вибрационную надежность лопаток. [c.116]

Для рабочих лопаток нескольких последних ступеней конденсационных турбин большой мощности, имеющих низкие частоты основного тона, опасные резонансы с возмущающими силами первого типа возможны также и при других формах колебаний (изгибных колебаниях высших тонов, крутильных колебаниях и др.). Такие лопатки необходимо отстраивать и от этих форм колебаний. [c.124]

Перед испытаниями на двигателе лопатки вентилятора газотурбинного двигателя подвергали серии специальных испытаний. На вибростоле определяли резонансные частоты изгибных и крутильных колебаний (включая определение основных гармоник и усталостных свойств). Применяли также другие методы неразрушающего контроля, такие, как ультразвуковой анализ расслоения, непровара, трещин рентгеновский анализ укладки волокон, их перекрещивания, наличия пор и повреждений лазерная голография определ ения однородности вибрационной характеристики. Голографическое исследование показывает локальные отклонения по сравнению с нормальным вибрационным поведением, вызванные дефектами изготовления материала или конструкции. [c.494]

Следует гюнтролировать уровень остаточных напряжений у поверхности (лучше, если они сжкмаюш,ие)и предел выносливости лопатки o i. Простым и полезным нераз-руш зющим средством контроля является проверка основной частоты колебаний всех лопаток в процессе производства, [c.328]

Пример. Оиределенпе основной частоты собственных колебаний консольного стержня переменного сечения (например, турбинной лопатки) [c.369]

Статические испытания позволяют получить спектр частот колебаний лопаток и соответствующие им формы. Кроме этого, могут быть нолучены для каждой формы колебаний относительные значения напряжений в различных сечениях лопатки. Получить абсолютные значения напряжений при статических испытаниях невозможно, так как неизвестны ни величина возмущающих усилий, ни декремент колебаний. Кроме этого, получив сиектр резонансных частот и соответствующие им формы колебаний, не иредставлнется возможным, базируясь лишь на результатах статических испытаний, выделить опасные формы колебаний. Данн.ые об уровне напряжений можно получить лишь в результате испытаний лопаток неиосредственно па турбине в условиях се эксплуатации. Вместе с тем, как уже отмечалось, в настоящее время эти испытания весьма сложны и громоздки и требуют затраты большого количества времени. Основная трудность при этом для многоцнлнндровых турбин заключается в обеспечении надежного вывода проводников от тензометров через ряд последовательно соединенных роторов, имеющих в большей части своей длины высокую температуру. [c.198]

Измерения производились с помопгью передвижной вибрационной установки ПВ-3, упомянутой выше. Отличительной особенностью прнмененной схемы явилось использование пьезоэлектрического щупа с усиленным рабочим сигналом нрп высоких частотах, для получения которого последовательно с ПВ-3 был включен электронный усилитель. В табл. 12 приведены значения частот и форм колебаний лопаток всех испытанных дисков. Лопатки — высокочастотные, находятся для основного тона тангенциальных колебаний вне зоны отстройки от критических чнсел оборотов. Разбросы частот колебаний лопаток для испытанных ступеней составляли от 3,0 до [c.202]

На стадии проектирования турбомашины возбуждающие силы, действующие на ротор, неизвестны, в связи с чем ограничения на такие параметры, как переменные напряжения или соответствующие запасы, обычно не включаются в рассмотрение. Однако имеющийся опыт по созданию и последующей работе аналогичных конструкций может служить информацией о наиболее опасных диапазонах собственных частот колебаний ротора или ьрэектируе-мой ступени. В этом случае ограничения могут быть косвенными и накладываться на собственные частоты колебаний. В частности, по аналогии с ограничениями по запасам статической прочности, приведенными в 19, может быть задано условие, чтобы частота вращения диска при колебаниях по данной форме не была ниже заданной. В роторах в основном встречаются связанные колебания систем, й, в частности, дисков с лопатками. В связи с этим при проектировании диска отстройку по частоте следует производить, учитывая этот фактор. [c.215]

В лопатках, имеющих бандажные полки, напряжения при колебаниях по первой форме при нормально работающем бандаже обычно не превышают 30 МПа. Частоты колебаний основного тона 200. . 3000 Гц, высших форм10. .. 12 кГц. Поэтому наработка на реэойанснь1Х режимах за оДИБ час может составить (6,5. . 30) -10 [c.121]

Из вышеизложенного следует, что для получения действительного значения частоты собственных колебаний основного тона единичной лопатки постоянного сечения необходимо ввести соответствующую поправку. Попра- [c.26]

Вместе с тем из спектра собственных колебаний рабочего колеса, рассматриваемого как единая упругая система, можно выделить части, которые в известной мере допустимо рассматривать как лопаточные или дисковые . Критерием такой допустимости может служить степень близости частотных функций основной системы к парциальным частотным функциям. К лопаточным участкам спектра могут быть отнесены части ветвей частотных функц,ий основной системы, располагающиеся по обе стороны от зон с сильной интерференцией и асимптотически приближающиеся к горизонталям, являющимся частотными функциями парциальной системы жесткий диск — упругие лопатки. На этих ветвях собственные частоты системы могут практически совпадать с собственными частотами изолированной лопатки, закрепленной замковой частью в неподвижном основании. Аналогично, собственные частоты, лежащие на участках частотных функций основной системы, практически совмещающихся с частотными функциями парциальной системы упругий диск — жесткие лопатки, рассматривают как собственные частоты дисковых колебаний. Собственные формы колебаний системы, отвечающие лопаточным и дисковым частотам, близки, по крайней мере качественно, к соответствующим собственным формам парциальных систем. [c.99]

Третий канал может сильно проявляться, если собственные частоты порождающей системы, Принадлежащие данному семейству, располагаются близко (см. спектр рабочего колеса с консольными лопатками на рис. 6.12). В этих условиях при наличии искажения собственных форм гармоника воз буждения т может поддерживать вынужденные колебания системы по формам колебаний, которые при строгой симметрии, в силу овоей ортогональности 1к возбуждению гармоникой т, возбуждены быть не могли. Это следствие того, что в искаженных собственных формах присутствуют искажающие гармоники с теми же номерами, что и гармоника возбуждения. Поэтому при близости порождающих собственных частот в окрестности основного резонанса вынужденные колебания по таким собственным формам могут быть относительно сильными и вызывать дополнительный рост окружного разброса амплитуд. Это разброс третьего рода. [c.174]

Опыт эксплуатации турбин показывает, что рабочие лопатки со связями, имеющие собственную частоту основного тона тангенциальных колебаний выше шестой кратности по отношению к частрт вращения, могут работать в резонансе с возмущающими силами перного типа. Кроме того, практика изготовления лопаток и облопачивания колес и роторов показывает, что лопатки с такой частотой невозможно отстроить от резонанса, так как разброс частот на колесе или роторе больше или того же порядка, что и возможный максимальный запас от резонанса. [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...