Устойчивость вращающихся вало

Краткое содержание. В статье представлены результаты теоретиче- ского исследования гидродинамики и теплообмена при движении вязкой жидкости в подогреваемых снизу вертикальных каналах с учетом подъемных сил. Решения получены в явной форме для различных граничных условий. Теплотой трения пренебрегали. Решения зависят от безразмерного параметра (критерия Релея), который, как это было показано раньше, является фактором, определяющим устойчивость и характер течения жидкости в горизонтальных щелях, нагреваемых снизу. Для рассматриваемой задачи получены характеристики устойчивости и критические значения критерия Релея такого же порядка, как и для горизонтальных щелей. Показано, что в качестве механической аналогии рассматриваемой задачи можно использовать задачу об устойчивости вращающегося вала. Показано, что при больших значениях критерия Релея профили скоростей трансформируются в типичные профили скоростей пограничного слоя. [c.189]

И С,следование устойчивости вращающегося вала. Решение задачи (1) при условиях (2) и (4) при отсутствии нагрузки на вал имеет вид [c.528]

В п. 3 рассматривается устойчивость систем с двумя степенями свободы без трения. Первый случай относится к аэроупругой неустойчивости типа флаттер, а второй случай — к устойчивости вращающегося вала с эксцентрично насаженным диском. В этих случаях задача сводится к анализу знаков вещественных частей корней биквадратного характеристического уравнения и поэтому относительно проста. [c.189]

Собственные колебания могут происходить не только около положения устойчивого равновесия, но и по отношению к устойчивому движению, например крутильные колебания равномерно вращающегося вала. [c.529]

В общем случае постановка задачи об устойчивости и колебаниях вращающегося вала состоит в следующем. [c.46]

Внутри областей устойчивости выясняется характер зависимости прогибов вращающегося вала от скорости его вращения (при некоторой фиксированной величине неуравновешенности). Те угловые скорости, при которых прогибы вала достигают максимальных значений, могут оказаться в эксплуатации опасными такие скорости называют критическими. [c.46]

Конечно, результаты исследования устойчивости могут качественно меняться в зависимости от некоторого характерного параметра механической системы. Физический смысл названного параметра определяется существом задачи. Например, для вращающихся валов и роторов таким параметром служит угловая скорость вращения, для самолетного крыла — скорость набегающего потока, для аппарата на воздушной подушке — высота парения и т. д. Если при постепенном изменении характерного параметра происходит изменение качественных свойств состояния равновесия и совершается переход от устойчивого равновесия к неустойчивому (или обратный переход), то соответствующее значение параметра называется критическим значением. [c.156]

В некоторых случаях для анализа неустойчивости пользуются несколько иным и притом менее строгим способом рассуждений, который близок к методу Эйлера статического исследования устойчивости упругих систем. Согласно этому способу об устойчивости равновесия, судят по отсутствию возмущенных равновесных состояний, смежных с исследуемым невозмущенным состоянием. Хотя этот способ не всегда эквивалентен описанному выше методу возмущений, однако во многих случаях он быстро приводит к правильным заключениям об устойчивости в частности, это относится КП. 15, где рассматриваются критические состояния вращающихся валов и роторов. [c.156]

Слишком чисто обработанная поверхность не сможет УДер живать устойчивую масляную пленку, необходимую для смазки уплотняющей кромки, особенно в тех случаях, когда материал вала не обладает пористостью. Для удаления острых микронеровностей, которые могут сыграть роль абразива, целесообразно полировать шлифованные поверхности. Чтобы на поверхности вращающихся валов не появлялось канавок и бороздок у валов с возвратно-поступательным движением, рекомендуется применять вязкий нехрупкий материал с твердостью R 50—60. Лучшим материалом в контакте с защитным уплотнением является сталь, но если вал должен быть стойким по отношению к коррозии, то применяют твердое хромирование валов, нержавеющие стали или другие сплавы и металлы. [c.46]

Механическая аналогия (вибрация вращающегося вала), рассмотренная в настоящей статье, помогает проанализировать вопросы устойчивости жидкости, нагреваемой снизу. Сравнение движения двух идентичных потоков жидкости, один из которых нагревается снизу, показало, что в данном диапазоне изменений определяющих параметров, нагрев жидкости снизу вызывает большие скорости движения жидкости и более интенсивную теплоотдачу. В некоторых случаях тепловой поток получается даже противоположным по направлению. [c.197]

Ор, то положение уравновешенного вращающегося вала при рабочей частоте вращения устойчиво. Практически устойчивость обеспечивается и в том случае, когда [c.528]

В течение последних леТ (точнее е 1955 г.) на кафедре теоретической механики училища ведутся научные работы в двух направлениях исследование вибраций вращающихся валов исследование кинематики, динамики и устойчивости движения при самонаведении и расхождении. [c.89]

Под критической частотой вращения вала понимают частоту вращения, при которой происходит потеря устойчивости прямолинейной формы оси вращающегося вала. Следовательно, чтобы не было потери устойчивости, максимально возможная частота вращения карданного вала при эксплуатации должна быть ниже критической частоты вращения. [c.214]

Среди проблем устойчивости движения, имеющих большое техническое значение, необходимо указать задачу о критическом числе оборотов вращающегося вала. [c.206]

Устойчивость движения валов, вращающихся со скоростью, большей критической, рассмотрена в следующем разделе. [c.413]

Вращающиеся валы Длинный вал, вращающийся в подшипниках при малых числах оборотов, остается прямым. Если же скорость вращения достаточно велика, то возможно устойчивое вращение прн изогнутой упругой линии говорят в этом случае, что вал, бьет . Пусть и будет поперечное смещение точки упругой линии, О —угловая скорость вала. Уравнение движения, составляемое так же, как уравнение (6) 280, имеет вид [c.462]

Для обеспечения устойчивой работы вала центрифуги необходимо, чтобы его скорость по возможности больше отличалась от критической. Для жестких валов, для которых а < со. р, достаточно, чтобы (о < (0,75- 0,80) со, р. Для гибких валов, для которых (О > о) р, необходимо, чтобы о > 1,35 р. В связи с этим прп конструировании центрифуг с жестким валом следует стремиться к увеличению критической скорости. Этого достигают уменьшением длины и увеличением диаметра вала, а также максимальным сокращением расстояния между точкой крепления барабана центрифуги к валу и центром вращающихся масс. Последнее видно в конструкции центрифуги на рис. 226, а, где благодаря специальной вогнутой форме днища узел крепления углублен в барабане. [c.275]

Основным источником колебаний в турбомашинах, наиболее существенно влияющим на общий уровень вибрации на их лапах, являются неуравновешенные силы инерции, возбуждающие поперечные колебания роторов. Поэтому вопросы динамики вращающихся роторов составляют основное содержание этой главы. В частности, здесь рассмотрены различные аспекты задачи о нахождении критических скоростей вращения валов (влияние упругости опор, несимметрии упругих и инерционных свойств ротора, влияние гироскопического эффекта дисков и т. п.) и дана общая постановка задачи об исследовании устойчивости их вращения и р вынужденных колебаниях роторов (влияние внутреннего и внешнего трений, условия самовозбуждения автоколебаний на масляной пленке подшипников скольжения и т. д.). Описаны также различные методы расчета собственных частот изгибных колебаний и критических скоростей валов и, в частности, современные методы, ориентированные на применение ЭВМ. [c.42]

Довольно часто вращающийся ротор или вал машины, являющийся прочным с точки зрения статических нагрузок, может при некотором числе оборотов терять устойчивость его прогибы начинают сильно расти, возникают сильные колебания, из-за которых машина может выйти из строя. Такие режимы работы вала или ротора называют критическими. Они наблюдаются при оборотах, соответствующих частоте свободных поперечных колебаний ротора [17]. [c.56]

Различие действия сил внешнего и внутреннего трения связано с гироскопическими силами, возникающими при вращении вала. Если рассмотреть движение вала во вращающейся вместе с валом системе координат, то силы внутреннего трения будут выражены обычными диссипативными силами, которые вследствие известного положения нарушают устойчивость вала в закритической области вращения, как устойчивость, обусловленную гироскопическими силами внешнее же трение вызывает компенсирующие гироскопические силы, способствующие стабилизации движения. [c.122]

Продолжим исследование роли инерционных и аэродинамических сил в маховом движении лопасти. Если аэродинамические силы отсутствуют, нет относа ГШ и каких-либо стеснений движению лопасти, то уравнение махового движения имеет вид РР = 0. Решением этого уравнения является функция р = = Pi os г 1 + pis sin г ), где р, и Pis — произвольные постоянные. Таким образом, в этом случае ориентация несущего винта произвольна, но постоянна, так как в отсутствие аэродинамических сил или при нулевом относе ГШ нельзя создать момент на втулке посредством изменения углов установки лопастей или наклона вала винта. Несущий винт ведет себя как гироскоп, который в отсутствие внешних моментов сохраняет свою ориентацию относительно инерциальной системы отсчета. Когда винт вращается в воздухе, угол установки создает аэродинамический момент Me относительно оси ГШ, который можно использовать для отклонения оси винта, т. е. для управления его ориентацией. Если бы / 0 был единственным моментом, го циклическое управление вызывало бы отклонение оси винта с постоянной скоростью. Однако возникает также аэродинамический момент демпфирования 1Щ. Наклон ПКЛ на угол р или Ри создает скорость взмаха (во вращающейся системе координат). Следовательно, момент, порождаемый наклоном плоскости управления, вызывает процессию несущего винта, наклоняя ПКЛ до тех пор, пока маховое движение не создаст момент, обусловленный моментами и как раз достаточный, чтобы уравновесить управляющий момент. Вследствие равновесия моментов, обусловленных углом 0 и скоростью р, несущий винт займет новое устойчивое положение. Таким образом, маховое движение лопастей можно рассматривать с двух точек зрения. Во-первых, лопасть можно считать колебательной системой, собственная [c.191]

Таким образом, система управления с обратной связью по моменту на втулке уменьшает прямую реакцию несущего винта на отклонение управления, движения вала и порывы ветра. Парирование влияния порывов ветра и в общем уменьшение устой-чивости по скорости желательны. При полете вперед также уменьшается неустойчивость несущего винта по углу атаки, что существенно улучшает продольную управляемость вертолета. Реакция на непосредственное изменение циклического шага уменьшена, но винтом можно управлять, прикладывая моменты к гироскопу. Обратная связь по моменту на втулке уменьшает демпфирование угловых перемещений несущего винта, но она также уменьшает реакцию на угловую скорость поворота вала, которая связывает продольное и поперечное движения. При наличии демпфирования во вращающейся системе координат гироскоп создает обратную связь по угловым скоростям тангажа и крена, заменяющую демпфирование несущего винта. Характеристики винта с обратной связью по моменту на втулке подобны характеристикам бесшарнирного винта. Обратная связь уменьшает реакцию винта на внешние возмущения и сами силы на несущем винте, обусловленные движением вертолета (а также устойчивость по скорости и неустойчивость по углу атаки), но обеспечивает демпфирование угловых перемещений, заменяющее демпфирование от несущего винта. Если обратная связь по моментам реализуется на бесшарнирном винте, то основным дополнительным соображением является выбор угла опережения управления в контуре обратной связи. Угол должен быть таким, чтобы продольное и поперечное движения вертолета и реакция на отклонение управления не были связанными. При большом коэффициенте усиления, желательном для улучшения характеристик системы, может оказаться недостаточным учет только низкочастотных (т. е. статических) реакций винта и гироскопа. Более того, при высоком коэффициенте усиления [c.781]

Измерительная аппаратура—осциллографы Н-102 и усилители ТУ-6 — в период работ располагались непосредственно в вагоне. Токосъем с вращающихся колес осуществлялся с помощью ртутных и щеточных токосъемников, расположенных также в вагоне. Монтаж токосъемного устройства и вращающихся частей колеса производился с включением гибкого вала (фиг. 91). Подобная схема включения обеспечивала хорошую амортизацию токосъемника, что способствовало его устойчивой работе. [c.168]

Совместной работе электродвигателя и механизма в установившемся режиме соответствует равенство вращающего момента М двигателя и моментов сопротивления механизма Мс при определенной частоте вращения п. При изменении момента сопротивления механизма частота вращения вала электродвигателя и его вращающий момент автоматически меняются, и привод продолжает устойчиво работать с новыми значениями момента и частоты вращения. [c.11]

При скоростной обработке деталей в центрах рекомендуется применять вращающийся задний центр. На рис. 38 был показан такой центр. Однако этот центр часто оказывается недостаточно жестким и является причиной возникновения вибраций. Поэтому на токарных станках, предназначаемых для скоростной обработки крупных валов или для снятия крупных стружек, используется вращающийся центр, встроенный в пиноль задней бабки (см. рис. 39). Такое устройство обеспечивает большую жесткость и устойчивость детали и предохраняет от возникновения вибраций. [c.314]

В томе III при изложении расчетов на прочность и ползучесть лопаток турбомашин и вращающихся неравномерно нагретых дисков, а также расчетов пружин центробежных муфт и регуляторов, при исследовании ряда вопросов упругих колебаний и, в частности, изгибных колебаний, критического числа оборотов валов и колебаний пружин, при изложении некоторых вопросов усталостной прочности, при рассмотрении динамической устойчивости сжатых стоек и инженерной теории удара, при изложении расчетов на устойчивость сжатых стоек с промежуточными опорами, расчета на устойчивость естественно-закрученных стержней, витых пружин, кольцевых пластин и тонкостенных оболочек вращения — были использованы исследования авторов. книги, проведенные ими в последние годы. [c.5]

Устойчивость вращающихся валов. Для случая вала кругового сечения, йращающегося около счоей оси с угловой скоростью О), с увеличением, со прямолинейная форма вала может оказаться неустойчивой и вал изогнется. Соответствующая скорость называется критич. скоростью (Окр. (см. Скорость критическая). [c.366]

Американский яхтсмен Люсьен Пазульскпй недавно запатентовал парусную яхту с оригинальным электроприводом (патент США № 3238911). Вместо сплошного тяжелого киля судну придает необходимую устойчивость легкий пустотелый киль, внутри которого смонтированы увесистые электрические батареи. Яхта снабжена гребным винтом, сидящим на вращающемся валу. Вал соединен с мотор-генератором, который получает энергию от [c.211]

Остроградского. Приводятся соответствующие примеры. Далее рассматриваются методы точного и приближенного (включая методы Ритца, Галеркина, Канторовича) определения частот и форм собственных колебаний, а также даются способы нахождения вынужденных колебаний с учетом внепгних и внутренних потерь в материале. В заключение излагаются вопросы устойчивости упругих систем, включая неконсервативные задачи упругой устойчивости. Изложение этой части проводится на примерах стержня, нагруженного следящей силой, трубопровода с движущейся жидкостью и вращающего вала. [c.12]

Пример такого рода приведен в [105]. Другой пример продемонстрирован в [13], где показано, что под влиянием внутреннего трения вращающийся вал может потерять устойчивость. Ясно, что такой процесс сопровождается увеличением энергии ротора. По было бы ошибочным думать, что это происходит из-за положительной работы сил трения. Работа этих сил, разумеется, отрицательна. По именно они создают условия для перекачки энергии от привода к ротору. Наконец, известен пример, принадлежащий Капице [98]. Теоретически и экспериментально установлено, что в иодшиинике под влиянием вязкого трения ротор может потерять устойчивость и приобрести сложное движение в обойме. Принципиально отличным моментом для течения в канале является чисто гидродинамический аспект явления потери устойчивости вследствие действия диссипативного фактора. [c.25]

Устойчивость общие критерии, 42, 427 — при продольном изгибе, 426 сопротивление стойки, 421 метод Саутсу-элла, 427 — эластики, 429 — стержня при действии на него крутящей пары, 435 — кольца под давлением, 37, 443 — полосы, изогнутой в ее плоскости, 437 —колонны при действии силы веса, 443 —вращающегося вала, 462 — сжимаемой пластинки, 564 — трубы под давлением, 597. [c.674]

Точно сбалансированный вертикальный ) вращающийся вал в некритических условиях сохраняет пртмолинейную форму, которая в этих условиях является формой его устойчивого упругого равновесия. Небольшие изгибные колебания вала, возникающие от случайных воздействий, быстро затухают, не вызывая заметных нарушений нормальной работы машины. При некоторых определенных скоростях вращения прямолинейная форма перестает быть формой устойчивого равновесия. Получив при одной из таких скоростей прогиб, вал не возвращается в прямолинейное расположение его изогнутая ось, сохраняя свою форму, начинает обращаться вокруг линии подшипников, обычно в ту же сторону и с той же скоростью, с какой совершается вращение вала, передающее вращающий момент на рабочий орган машины (случай прямого или положительного обращения) Скорость число оборотов, при которых происходит описанное явление, на [c.206]

Колебания валов в подшипниках привлекают внимание исследователей более 40 лет. Решения, полученные на основе исходных положений А. Стодо-лы, рассматривающие систему как консервативную и распространяющиеся по существу на случаи единичных возмущений, получили дальнейшее обобщение и распространение на подшипники современных конструкций, в частности многоклиновых. В последнее время получены более строгие решения, справедливые и при периодически повторяющихся возмущениях, в которых устойчивость получается как функция не только параметров и режима работы подшипника, как ранее, но и параметра системы — вращающейся массы. Проведены серьезные и тонкие экспериментальные работы. Разработаны многочисленные конструктивные предложения по обеспечению устойчивой работы. [c.70]

Движение оси вала на критических скоростях можно представить как результат сложения двух поперечных колебаний этого вала, взаимно перпендикулярных в пространстве и сдвинутых по фазе на 90°. При скоростях выше критической движение вала становится устойчивым, и при больших скоростях гибкий вал с вращающимся ротором са-моцентрируется, т. е. вращается вокруг оси,проходящей через его центр тяжести. [c.366]

Фурье-преобразование координат, описанное в разд. 8.4, часто рассматривают вместе с обобщенным анализом Флоке линейных дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами. Действительно, эти направления анализа связаны между собой общим фактором — вращением системы. Однако, поскольку любое из них может потребоваться при анализе несущего винта без использования другого, они различны по существу. Например, фурье-преобразование координат необходимо для представления движения лопасти несущего винта в осевом потоке при возникновении связи с невращающейся системой (движение вала или отклонение управления), но несущий винт при этом остается стационарной системой. С другой стороны, при полете вперед и неподвижном вале винта приемлемо представление движения лопасти во вращающейся системе координат, однако в уравнениях движения появляются периодические коэффициенты, и для оценки устойчивости системы требуется применение анализа Флоке. [c.350]

Суммарные силы и моменты у комля вращающейся лопасти передаются на фюзеляж вертолета. Постоянные составляющие этих реакций втулки в невращающейся системе координат представляют силы и моменты, необходимые для балансировки вертолета. Высокочастотные составляющие вызывают вибрации вертолета. Если в модели винта учтено движение вала, то эти силы и моменты определяют характеристики устойчивости и управляемости вертолета. На рис. 9.7 показаны силы и моменты, действующие на вращающуюся лопасть, а также силы и моменты, действующие на втулку в невращающейся системе координат. Вертикальная сила Sz участвует в создании тяги, а силы в плоскости вращения Sx и —в создании продольной и поперечной сил несущего винта. Момент в плоскости взмаха Nf создает продольный и поперечный моменты несущего винта, а момент в плоскости вращения — крутящий момент на валу винта. Условимся, что положительные реакции втулки действуют на вертолет, за исключением аэродинамического крутящего момента Q, который по определению воздействует на винт (реактивный момент, передаваемый от винта на втулку, поло- [c.389]

Маховое движение лопасти несущего винта играет главную роль почти в любом аспекте динамики вертолета. Гл. 5 в основном была посвящена установившемуся маховому движению при полете вперед. Здесь мы будем рассматривать динамические ха-рактеристки махового движения, т. е. собственные значения во вращающейся и невращающейся системах координат, а также изменение махового движения под действием управления, порывов ветра и движения вала винта. Кроме того, будут подвергнуты анализу реакции втулки при движении вала с учетом динамики махового движения. Полученные уравнения затем будут использованы в гл. 15 при исследовании устойчивости и управляемости вертолета. Принимая вал неподвижным, можно рассматривать одну лопасть с одной степенью свободы во вращающейся системе координат. Если исследуется движение несущего винта в целом, то принимаются во внимание N степеней свободы, по одной для каждой лопасти. [c.554]

Движение оси вала на критически) скоростях можно представить как ре зультат сложения двух поперечных ко лебаний этого вала, взаимно перпенди кулярных в пространстве и сдвинуты по фазе на 90°. При скоростях выш( критической движение вала становитс устойчивым, и при больших скоростя гибкий вал с вращающимся ротором са моцентрируется, т. е. вращается вокру оси,проходящей через его центр тяжестк [c.366]

В неработающей машине, когда угловая скорость вала равна нулю, его цапфа занимает положение в подшипнике, как это показано на рис. 12.7, б. Зазор в подшипнике полностью заполнен смазочным материалом. При пуске машины, по мере возрастания угловой скорости вала, вращающаяся цапфа, увлекая за собой смазочный материал, всплывает, а ее центр смещается в сторону вращения относительно центра вкладыша (рис. 12.7, б). Образовавшийся клиновой зазор непрерывно заполняется смазочным материалом, увлекаемым вращающейся цапфой, вследствие чего и образуется гидродина.мическая подъемная сила. При дальнейшем возрастании угловой скорости и соблюдении рассмотренных ниже условий появляется сплошной устойчивый гидродинамический клин, полностью разделяющий поверхности трения. Исследования показывают, что для подшипников с определенными геометрическими параметрами толщина слоя смазочного материала Н является некоторой функцией характеристики рабочего режима подшипника [c.307]

Основная несущая часть всех узлов экскаватора — рама, которая крепится к хомутам полуосей трактора дуговыми болтами, а к продольным балкам двигателя трактора — болтами. Позади рамы установлены опорные башмаки с гидроцилиндрами, обеспечивающие устойчивость экскаватора в работе. В раму вмонтирована полая цапфа, являющаяся осью вращения поворотной колонки. Поворотная колонка является базой, на которой смонтировано основное рабочее оборудование экскаватора стрела, рукоять, ковш и силовые цилиндры. В нижней части рамы смонтированы цилиндры поворота, вращающие поворотную колонку вместе с рабочим оборудованием с помощью втулочно-роликовой цепи и звездочки, сидящей на валу новоротной колонки. [c.31]

В системах с централизованным управлением линий при изменении времени на вьгполнение какой-либо фазы цикла работы линии время на выполнение последующей фазы цикла автоматичеаки изменяется (увеличивается или уменьшается). Однако централизованные системы с непрерывно вращающимся распределительным валом командоаппарата имеют существенное преимущество перед децентрализованными системами управления с сигналами по времени. Это преимущество состоит в том, что время исполнения отдельных фаз цикла работы линии в целом в централизованных системах управления является более устойчивым. [c.71]

Устойчивость вала, вращающегося со скоростью, меньшей критической, не вызывает сомнений. Действительно, у такого вала (фиг. 241, а) сила ииерции диска, равная т г + е) уравновешивается направленной к оси [c.416]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...