Прецессия валов

Одним из важнейших параметров, определяющих виброактивность подшипников качения, является величина радиального зазора. Наличие этого зазора является причиной прецессии вала, во время которой вал сталкивается с телами качения. Вследствие этих ударных взаимодействий генерируется широкий спектр [c.251]

При угловой скорости вала, равной величине угловой частоты собственных колебаний вала при данной скорости вращения, возникает критическое состояние вала вследствие неуравновешенности. Угловая скорость, равная частоте собственных колебаний прямой прецессии (при этой же скорости вращения), называется критической скоростью прямой прецессии вала или просто критической скоростью вала. [c.116]

При исследовании уравновешивания, изложенном ниже, рассматривалась вынужденная прецессия валов на жестких шарнирных опорах, при анализе которой внутреннее трение можно не учитывать. Внешнее трение считалось пренебрежимо малым. Неуравновешенность задавалась плоскими эпюрами. Предполагалось, что рассчитываемые системы линейны, поэтому результирующее движение представляется в виде векторной суммы сдвинутых по фазе на 90° одинаковых колебаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях. [c.73]

Рис. 218. Зависимость собственной частоты колебаний (скорости прецессии) вала с одним диском от скорости вращения

Таким образом, из-за неравномерности потока в абсолютном движении во время колебаний возникает переменная аэродинамическая сила, повернутая на 90° по отношению к вектору реакции опоры в сторону вращения. Это и есть та сила, которая прибавляется к поперечной силе в подшипниках и которая способствует возбуждению прямой прецессии вала. [c.251]

Реальное течение масла в подшипнике намного сложнее рассмотренного. Можно строго показать, что причиной появления циркуляционной силы является различие упругих свойств масляной пленки, на которой вращается ротор, в горизонтальном и вертикальном направлениях. Неодинаковость упругих свойств масляной пленки в разных направлениях приводит к тому, что при случайных смещениях шейки вала в каком-нибудь направлении появляется самоподдерживающаяся циркуляционная сила, создающая непрерывную прецессию вала. Еще раз подчеркнем, что неуравновешенность вала никакого отношения к низкочастотной вибрации не имеет, поэтому ее невозможно ликвидировать посредством более тщательной балансировки. [c.514]

При круговой прецессии вала решение (34) ищут в системе осей х, вращающейся с угловой скоростью прецессии Q (рис. 8). [c.309]

Составим уравнение деформаций для случая прямой прецессии вала [c.122]

Критическую угловую скорость вращения можно приближенно считать равной собственной частоте поперечных колебаний вала и в тех случаях, когда плоскость диска поворачивается при прецессии вала (рис. 12), но при условии, что радиус инерции диска не слишком велик [c.325]

Характеристики 222, 223 Портреты фазовые 270, 271 Прецессия валов 325, 331 [c.561]

При отклонении ротора от исходного положения динамического равновесия возникают дополнительные гидродинамические силы, которые противодействуют этому отклонению, так как каждое смещение шейки вызывает дополнительное течение вязкой несжимаемой жидкости в нагруженной части масляного слоя — в осевом и тангенциальном направлениях. Указанные дополнительные течения вязкой жидкости создают силы сопротивления (демпфирующие силы) вызвавшему их движению шейки. Демпфирующие силы зависят от вязкости смазки, скорости дополнительного движения шейки и от параметров подшипника. Результирующее сопротивление дополнительных гидродинамических сил направлено под углом к смещению шейки. Вследствие этого при случайном отклонении ротора от исходного положения возникает вибрация шейки, характеризующаяся движением ее оси по замкнутому (круговому или эллиптическому) пути относительно исходного положения в направлении вращения шейки (прямая прецессия вала). [c.128]

Значение гироскопического момента зависит от геометрических размеров диска, скорости прецессии вала и угла поворота плоскости диска вследствие упругой деформации. Направление момента определяется направлением прецессии. При прямой прецессии, наиболее характерной для вращающихся роторов, гироскопический момент оказывает ужесточающее действие на вал, повышая собственные частоты и критические частоты вращения. Это качественное влияние гироскопического момента позволяет для расчета критических частот жестких валов использовать упрощенную расчетную схему в виде невесомого вала и точечных масс (рис. 4.1, б). [c.72]

Размеры диска оказывают существенное влияние на критические частоты вращения. Например, при прямой прецессии вал с одним диском малой толщины Jot>Jз) имеет одну критическую частоту вращения, при большой протяженности диска Jo[c.72]

Формула (7.49) показывает, что при со больше или меньше обеих собственных частот угол у положителен, прецессия вала прямая. Если Ру и p различны по величине, то в пределах Ру < < (U < Рг одна из амплитудных функций отрицательна (для меньшей частоты Ру), угол у отрицателен, прецессия вала обратная. Таким образом выясняется важная особенность колебаний роторов при анизотропных опорах — возможность возникновения обратных прецессий под воздействием неуравновешенности ротора. [c.361]

Одновременно с прецессией вал вращается вокруг изогнутой оси со скоростью со. [c.364]

Прецессия вала прямая 346, 348 [c.559]

Этот вид вибрации еще недостаточно изучен, и четких представлений о причине ее возникновения нет. Эксперименты показывают, что она не связана с механической неуравновешенностью ротора, а зависит в основном от динамических характеристик масляного слоя, описывающих его упругие и демпфирующие свойства, а также от расположения оси вала относительно расточки вкладыша. Как известно, у неподвижного ротора центр цапфы располагается под центром расточки вкладыша Oi со статическим эксцентриситетом бо (рис. 3-18,а). При вращении вала между цапфой и вкладышем образуется масляный слой, на котором вал всплывает в направлении вращения. С увеличением скорости вращения центр цапфы перемещается по дуге О—Оь являющейся линией подвижного равновесия цапфы, и эксцентриситет б уменьшается. Теория и эксперименты показывают, что в случае значительного всплывания вала, когда 6 0,7бо, вал теряет устойчивость и начинает перемещаться относительно своего равновесного положения на линии подвижного равновесия Оо—Ох. Эти перемещения происходят по замкнутой траектории и носят название прецессии вала. [c.100]

В нашем предыдущем анализе неустойчивости движения вращающегося диска (стр. 39) мы предполагали, что материал вала совершенно упругий, и пренебрегали всеми видами неупругих сопротивлений. На основе этого предположения были рассмотрены две формы прецессии вала, возникающей вследствие эксцентричности, а именно 1) ниже критической скорости и 2) выше критической скорости. Было установлено, что в обоих случаях плоскость, содержащая изогнутую ось вала, вращается с той же скоростью, что и сам вал. Обе эти формы движения теоретически устойчивы ), так что малое отклонение центра тяжести диска от круговой траектории, вызванное, например, ударом, вызовет малые колебания в радиальном и касательном направлениях, накладывающиеся на круговое движение центра тяжести. Наличие такого движения можно продемонстрировать при помощи соответствующего стробоскопа ). [c.223]

Необходимо, однако, отметить, что при составлении уравнений-(е) мы полностью пренебрегли внешними сопротивлениями, как, например, сопротивлением воздуха. Влияние этих сил может возрасти с изгибом вала, так что в конце концов мы можем получить устойчивую прецессию вала со скоростью, приблизительно равной Шцр. [c.228]

Был решен ряд задач по автоколебательным процессам в машинах. В последние годы изучались колебания деталей роторных машин и механизмов крупных роторов мош ных турбин и турбогенераторов, барабанов центрифуг, роторов газовых турбин, шпинделей станков и веретен и ряда других. При этом исследовались колебания самого вала с учетом прецессии центра вала, угловых прецессий плоскости сечений, связанных с ним дисков, влияния собственного веса и неодинаковой жесткости вала в различных направлениях, упругости опор, влияния трения и т. д. Исследованы были также динамические явления, возникающие при работе гибких валов. В частности, такие вопросы, как наличие кратных резонансов и нестационарный переход через эти резонансы, устойчивость в закритической области, влияние присоединенного двигателя ограниченной мощности в условиях стационарных и нестационарных колебаний и др. [c.31]

Рис. II.2. Схема прецессии вращающегося вала

При Я > О ц. т. диска двигается по окружности радиуса г в направлении, совпадающем с направлением вращения вала, т. е. ось вала совершает прямую прецессию. [c.54]

При Я < О точки I, т] также двигаются по окружности, но уже в сторону, противоположную вращению вала такое движение оси вала называют обратной прецессией. [c.54]

Условию (О = X соответствуют критические скорости прямой прецессии согласно рис. П.3 для вала с одним диском имеется только одна критическая скорость прямой прецессии (точка А р на рис. П.5). При а = X фиктивный массовый момент инерции диска [c.54]

Важной особенностью решения уравнений (11.26), соответствующих критической скорости прямой прецессии, является то, что это решение сохраняет свою силу и при наличии внутреннего трения в материале вала. Формально это можно вывести из формул (11.14) физически это легко понять, если вспомнить, что при прямой круговой прецессии со скоростью, равной скорости вращения ротора, ось его просто вращается в прогнутом положении относительно оси подшипников, не деформируясь в процессе движения. Поэтому изгибные напряжения в любом волокне вала остаются постоянными и, стало быть, внутреннее трение не может оказывать какое-либо влияние на процесс колебаний. Это обстоятельство делает критические скорости прямой прецессии особенно опасными, так как амплитуды вынужденных колебаний от небаланса на этих скоростях вращения могут ограничиваться только внешним трением, например трением в масляном клине подшипников скольжения или трением о воздух. [c.55]

Условию = —Я, соответствуют критические скорости обратной прецессии согласно рис. II.5 для вала с одним диском всегда имеются две критических скорости обратной прецессии (точки на рис. II.5). Для нахождения [c.55]

Если под критической скоростью понимать такую, при которой увеличиваются амплитуды вынужденных колебаний, возбужденных небалансом, то для осесимметричного вала критические скорости обратной прецессии на самом деле не являются критическими, так как можно показать [501, что в этом случае возмущающие силы от небаланса ортогональны к собственной форме колебаний вала (т. е. работа этих сил за оборот равна нулю), и поэтому они не могут поддерживать колебания вала указанной формы. Увеличение амплитуд колебаний при прохождении критических скоростей обратной прецессии может иногда наблюдаться только по причине наличия возмущающих сил другой природы, нежели силы небаланса, или же в случае отсутствия осевой симметрии жесткостных свойств опор (см. ниже). Резонансы с критическими скоростями обратной прецессии менее опасны еще и потому, что в этом случае внутреннее трение гасит колебания, так как изгибные напряжения в каждом волокне за каждый оборот вала дважды меняются с плюса на минус и наоборот. [c.55]

Анализ его показывает, что при вещественных корней, т. е. согласно форме решения (11.32) вращение вала является всегда устойчивым. Для нахождения всех корней уравнения (11.33) достаточно найти положительные его корни, так как любому корню X = X соответствует еще один корень X = —Это видно из того, что при раскрытии определителя (11.33) X будет входить только с четными степенями. Паре корней и—Я соответствуют решения, отличающиеся друг от друга только сдвигом фазы, поэтому достаточно найти только четыре положительных корня уравнения (11.33). Если какому-либо корню отвечает собственная форма колебаний, у которой знаки а н Ь а также Ф и г з) одинаковы, то решение соответствует прямой прецессии, в противном случае — обратной прецессии. [c.57]

При определенной величине циркуляционной составляющей силы криволинейная траектория замыкается и возникает прямая прецессия вала. Так появляются автоколебания, сопровождаемые малочастотной вибрацией вала, причем влияние циркуляционной силы AQ2, перпендикулярной первоначальному направлению вектора Qo, является главным фактором возможной неустойчивости движения ротора в подшипнике. [c.250]

Применение сегментных самоустанавливаю-щихся подшипников полностью снимает масляную вибрацию. Это связано с тем, что сегменты (колодки) при любом смещении ротора сами устанавливаются так, что сила реакции проходит через точку опоры и центр шейки вала (в противном случае колодка будет продолжать поворачиваться дальше). Таким образом, в сегментных подшипниках циркуляционной силы, вызывающей прецессию вала, просто не возникает. [c.516]

Индексу п = О соответствует задача о статитеском изгибе вала на упругих опорах. Ее решение известно. Для динамической составляющей изгибающего момента и прогиба индекс п = 1 соответствует прямой, а индекс п = —1 — обратной прецессии вала. [c.526]

Силы, действующие на ротор в зоне плотнений при круговой прецессии вала 309, 310 [c.543]

Результирующее сопротивление дополнительных гидродинамических сил направлено no i углом к дополнительному смещению шейки. Вследствие этого при случайном смещенви шейки из исходного положения возникает ее виброперемещение, характеризующееся движением оси шейки по замкнутому (круговому или эллиптическому) пути относительно исходного положения в направлении вращения шейки (прямая прецессия вала). [c.116]

При прямой и обратной прецессии вал имеет две частоты, отличающиеся от частот невращающегося вала смещением в более высокую частотную область при прямой прецессии и в низкочастотную область — при обратной прецессии. Количественное [c.73]

Поэтому для нахождения критической скорости прямой прецессии достаточно найти собственную частоту поперечных колебаний невращающегося вала, массовый момент инерции которого А заменен на Лф по формуле (II.30а) величина Лф оказывается практически всегда отрицательной (именно поэтому критическая скорость прямой прецессии получается только одна). [c.54]

Этот вывод справедлив для валов с любым числом дисков для нахождения критических скоростей прямой прецессии доста-64 [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...