Расчет вынужденных колебаний вала

Для вала, изображенного на фиг. 254, расчетная схема, полученная вто--рым методом, приводится на фиг. 255. Частоты собственных колебаний такой системы можно определить методами, изложенными в 2 главы VI, а если пренебречь массой компрессора, то непосредственно по номограмме (фиг. 160). После того как частоты и формы собственных колебаний коленчатого вала определены, можно переходить к расчету вынужденных колебаний вала. [c.430]

Расчет вынужденных колебаний вала [c.476]

РАСЧЕТ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛА 477 [c.477]

Силы, периодически изменяющиеся по величине или направлению, являются основной причиной возникновения вынужденных колебаний валов и осей. Однако колебательные процессы могут возникать и от действия постоянных по величине, а иногда и по направлению сил. Свободное колебательное движение валов и осей может быть изгибным (поперечным) или крутильным (угловым). Период и частота этих колебаний зависят от жесткости вала, распределения масс, формы упругой линии вала, гироскопического эффекта от вращающихся масс вала и деталей, расположенных на валу, влияния перерезывающих сил, осевых сил и т. д. Уточненные расчеты многомассовых систем довольно сложны и разрабатываются теорией колебаний. Свободные (собственные) колебания происходят только под действием сил упругости самой системы и не представляют опасности для прочности вала, так как внутренние сопротивления трения в материале приводят к их затуханию. Когда частота или период вынужденных и свободных колебании со- [c.286]

Особенно удобно использование формул (87) для расчета вынужденных колебаний с учетом влияния связи системы вал —трансмиссия с системой конструкции машины или системой картер двигателя — подвеска. [c.380]

Расчет вынужденных колебаний линейной системы и определение амплитуды на концах участка вала с муфтой а, следовательно, угла закрутки муфты ф. Вибрационный момент, передаваемый муфтой, УИд = сф. [c.395]

Крутящие нагрузки, действуюш,ие на коленчатый вал, состоят из суммарных (набегающих) моментов от периодических усилий, приложенных к шатунным шейкам, и динамических эффектов, связанных с крутильными колебаниями, возникающими в системе коленчатого вала совместно с вращающимися частями присоединенных агрегатов или валопроводом установки. Для уточненного определения величин действительных крутящих моментов в сечениях коленчатого вала должен выполняться расчет, вынужденных колебаний эквивалентной динамической системы с учетом ее демпфирующих свойств и особенностей возмущающих сил. Для определения величин переменных крутящих моментов упрощенно предполагалось, что моменты от периодических усилий и динамические моменты от резонирующих гармоник могут непосредственно суммироваться. В рассматриваемом случае коленчатый вал имеет настроенный маятниковый антивибратор крутильных колебаний, при котором на режиме полной мощности динамический момент Мац" 108 000 кгс см, амплитуда набегающих моментов на этом режиме для третьей шатунной шейки 365 ООО кгс см. Расчетное амплитудное значение момента для наиболее напряженной по кручению третьей шат)Шной шейки Мак = Л + М д = 365 000+, [c.344]

Расчеты вынужденных колебаний отдельных элементов металлорежущих станков могут представлять самостоятельную задачу. Такими задачами являются расчеты шпинделей и валов станков, расчеты активной виброизоляции двигателей. Там, где расчеты не являются самостоятельной задачей, они служат промежуточным целям определения отдельных коэффициентов системы уравнений движения упругой системы станка. При таких расчетах отдельные элементы заменяются системой с одной сте- [c.63]

Крутильные колебания коленчатых валов рассмотрены в 5. При изложении этого вопроса встретились значительные трудности, связанные с тем, что в настоящее время применяются различные, зачастую противоречащие друг другу методы расчета амплитуд вынужденных колебаний вала. В 5 используется общий метод расчета вынужденных колебаний (см. 5, глава V), причем предполагается, что демпфирование независимо влияет на вынужденные колебания, соответствующие каждой из форм нормальных колебаний. [c.386]

Задачей расчета крутильных колебаний коленчатого вала является ]) определение частот и форм собственных колебаний вала и 2) определение амплитуд вынужденных колебаний вала и соответствующих напряжений в нем при различных эксплуатационных режимах. [c.428]

В связи с этим в расчетах вынужденных колебаний нужно установить, какие порядки гармонических составляющих попадают в резонанс и при какой частоте вращения (резонансная частота вращения) коленчатого вала наступают резонансные режимы. Определяются эти величины так. Условием резонанса гармонической составляющей -го порядка является равенство ее частоты любой из собственных частот колебаний системы валопровода к(и = /я, откуда резонансная угловая скорость коленчатого вала [c.146]

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]

Для расчета амплитуд вынужденных колебаний ротора вблизи критических скоростей необходим учет сил трения в подшипниках скольжения и в материале вала и неконсервативных сил реакции масляного клина. [c.63]

В большинстве практически важных случаев (см. п. Г) задача о нахождении критических скоростей роторов сводится к задаче о нахождении собственных частот их плоских изгибных колебаний, для решения которой могут быть применены все методы расчета собственных частот изгибных колебаний балок с сосредоточенными и распределенными массами (см., однако, выводы п. 1 о необходимости замены при расчете фактических массовых моментов инерции дисков фиктивными). Ниже описаны наиболее распространенные приближенные методы таких расчетов. Методы расчетов критических скоростей валов в более сложных случаях (когда задача не сводится к плоской), расчетов их областей устойчивости и вынужденных колебаний, а также более точные методы расчета собственных частот изгибных колебаний в настоящее время должны предполагать использование ЭВМ некоторые из таких методов изложены в п. 3. [c.69]

Расчеты показывают, что потери энергии в валах редуктора при малых колебаниях незначительны и не могут существенно влиять на амплитуды вынужденных колебаний вне резонансных режимов. [c.270]

В связи с увеличением быстроходности и мощности повышается динамическая нагруженность машин и деталей и возрастает влияние колебательных явлений на их работу. В современном машиностроении круг вопросов, связанных с колебаниями, непрерывно расширяется. В настоящее время едва ли возможно и целесообразно полностью охватить эти вопросы в одной книге. Поэтому авторы ограничились элементарным изложением теории и описанием наиболее широко распространенных явлений в области колебаний и попытались дать способы расчета, связанного с их количественной оценкой. К этим явлениям относятся вынужденные колебания многомассовых систем применительно к валам двигателей и различных механизмов, демпфирование колебаний, критические скорости, стационарные и нестационарные колебания гибких валов турбомашин, уравновешивание гибких валов и автоматическое уравновешивание, а также колебания фундаментов машин. [c.3]

В заключение данной главы следует упомянуть о расчете вынужденных гармонических колебаний вала. Следует различать два случая демпфированный вал и недемпфированный. [c.266]

Вычисление углов закручивания при вынужденных колебаниях с помощью определителя довольно затруднительно при большом числе дисков на валу. Поэтому приведем еще один метод расчета, который будет значительно проще. [c.267]

Испытательный стенд спроектирован и изготовлен с таким расчетом чтобы на нем моделировалась открытая динамическая система испытательная часть подвешена на мягких пружинах статическая нагрузка создается внутренним домкратом с динамометром возбуждение вынужденных колебаний производится электродинамическим вибратором привод вала — через клиноременную передачу. Уровень вибраций и частота измеряются пьезодатчиками через усилительную аппаратуру с фильтрами и интеграторами и записываются самописцем, синхронизированным с частотным генератором, который управляет вибратором. [c.77]

Валы поршневых двигателей и некоторых турбомашин, к которым присоединены сосредоточенные массы в виде дисков, гребных винтов, кривошипно-шатунных и других механизмов, подвергаются периодическим крутящим воздействиям и совершают вынужденные крутильные колебания. В связи с этим возникает необходимость расчета частот собственных колебаний и амплитуд вынужденных колебаний как в нерезонансной области, так и непосредственно при резонансе. При определении частот собственных колебаний и амплитуд вынужденных колебаний а нерезонансной области силы сопротивления трения не имеют существенного значения и не учитываются. При определении амплитуд колебаний при резонансе силы сопротивления, наоборот, весьма существенны н должны учитываться, так как при их отсутствии амплитуды колебаний неограниченно возрастали бы во времени. [c.359]

Карданная передача рассчитывается на критическую частоту вращения, при этом определяется низшая собственная частота изгиб-ных колебаний вала с распределенной массой на двух опорах [16 1-Следует подчеркнуть, что методы расчета вынужденных изгибных колебаний применительно к трансмиссии автомобиля практически не разработаны. [c.104]

В результате периодических изменений передаваемой нагрузки, неуравновешенности вращающихся масс, неравномерности распределения нагрузок в местах сопряжения валов с другими деталями возникают колебания. Расчет на колебания проводится для высокоскоростных валов турбин, осей железнодорожных вагонов, трансмиссионных валов авиа- и автомашин и др. Расчет сводится к определению частот собственных и вынужденных колебаний, определению критических частот вращения с целью исключения возможных резонансных колебаний вала при эксплуатации. [c.289]

Расчет на вынужденные колебания сводится к решению неоднородных дифференциальных уравнений, описывающих упругую систему станка и процесс резания, в которых заданы возмущения со стороны переменного припуска, элементов привода, фундамента и других источников возмущений. Можно эту задачу решать методом передаточных функций и затем, посредством пересчета и соответствующих преобразований, определять амплитуду колебаний между режущим инструментом и заготовкой при резании. Этот способ полезен, если передаточные функции упругой системы станка не меняются, а условия резания и величины возмущений либо переменны, либо еще не известны в момент расчета. С помощью расчетной схемы и матриц коэффициентов уравнений, приведенных выше, можно решать конструкторские и технологические задачи, рассчитывать нормы на неуравновешенность и колебания двигателя и основных валов привода, исходя. из допустимого уровня колебаний холостого хода, подбирать параметры системы виброизоляции и т. п. Некоторым неудобством [c.185]

При работе двигателя в условиях, когда частота собственных крутильных колебаний системы коленчатого вала становится равной частоте ее вынужденных колебаний, в коленчатом вале возникают значительные дополнительные напряжения. Эти напряжения могут значительно превысить напряжения, получаемые при статическом расчете коленчатого вала. Будучи переменными по знаку, рассматриваемые дополнительные напряжения вызывают усталость металла и в некоторых случаях. могут привести к разрушению коленчатого вала. [c.73]

Краткое содержание книги таково. Гл. 1 посвящена обсуждению гармонических колебаний систем с одной степенью свободы. Рассмотрена общая теория свободных и вынужденных колебаний, показано применение этой теории к задаче балансировки машин и конструированию аппаратуры для регистрации колебаний. Разобран также приближенный метод Релея для исследования колебаний более сложных систем, а также дано его приложение к расчету критических частот вращающихся валов переменного поперечного сечения. [c.14]

При работе двигателя на кривошипы коленчатого вала действуют гармонические составляющие всех порядков, каждая из которых вызывает вынужденные колебания определенной частоты. Однако резонансные колебания могут быть при данном режиме лишь с одной из гармонических составляющих. Для всех остальных составляющих колебания будут нерезонансные, и их по сравнению с резонансными можно в расчетах не учитывать. [c.146]

Колебания холостого хода станка являются вынужденными случайными колебаниями, обусловленными множеством различных факторов, основными из которых являются эксцентриситет вращающихся деталей, пересопряжения зубьев шестерен, погрешности изготовления и сборки элементов привода главного движения, подшипников и т. п. Период наиболее низкочастотных составляющих процесса определяется частотой вращения самого тихоходного вала. Например, при вращении шпинделя с частотой 1480 об/мин этот период составляет 0,04 с, поэтому длина реализации была выбрана равной 0,512 с, частота дискретизации /д = =8000 Гц, число ординат в выборке 4096. Для формирования ансамбля отдельные реализации брались в случайный начальный момент времени с интервалом примерно 2 мин, общее число реализаций ансамбля составило L=20. На ЭЦВМ при использовании программы сортировки данных был организован ансамбль выборочных функций виброскорости, для которого проведен расчет [c.58]

Судовой валопровод представляет собой многоопорный вал, несущий на консоли большую массу — гребной винт. Достаточно точное определение амплитуд вынужденных поперечных колебаний такой системы не представляется возможным как в силу чрезвычайной сложности самой системы, так и из-за неопределенности таких важнейших величин, как возбуждение и демпфирование. Это вынуждает ограничиться в расчете определением только частот свободных колебаний системы с обеспечением должного удаления их от частот возбуждения на всем рабочем диапазоне чисел оборотов. [c.224]

Вынужденные крутильные колебания в системе валопровода работающей машины всегда имеют место, но опасными они становятся лишь при резонансных колебаниях. В связи с этим, если мы хотим установить степень опасности крутильных колебаний в той или иной установке тепловозных двигателей, необходимо, во-первых, установить, возможно ли возникновение резонансных крутильных колебаний в заданном для двигателя диапазоне рабочей частоты вращения, т. е. сопоставить собственные частоты с рабочими частотами вращения вала двигателя. Этот вопрос является главным при расчете валопровода установки на крутильные колебания. [c.141]

Такой случай встречается при расчете вынужденных колебаний коленчатого вала, к коленам которого приложены одинаковые по зеличине, но смещенные по фазе касательные усилия от давления газов в цилиндрах. В этом случае [c.163]

Вал представляет собой упругую деталь, объединяющую рабочее колеса и ротор генератора, и должен обеспечивать статическую и динамическую прочность агрегата при всех режимах работы. Прочность вала может быть достаточной в рабочих, переходных и разгонном режимах, если собственная частота колебаний ротора в этих режимах не будет совпадать или не окажется близкой к частоте вынужденных ко/ебаний. Расчет на колебания позволяет определить собственные частоты и, соЕоставив их с вынужденными, оценить, как далеко от резонансных явлений находится система. [c.201]

Большое значение при создании мощных поршневых и турбомашин имели исследования по колебаниям соответствующих упругих систем. Двигателестроительные заводы были пионерами разработки расчетов коленчатых валов и валопроводов на крутильные колебания. Наряду с применением способа конечных разностей был разработан метод цепных дробей, получивший развитие в научно-исследовательских институтах для расчета вынужденных и нелинейных колебаний, а также проектирования демпферов. Для крутильных, изгибных и связных колебаний успешно разрабатываются методы электромоделирования, позволившие заранее вычислять колебательную напряженность элементов конструкций при сложной структуре как самих упругих схем (например, свойственных вертолетным трансмиссиям), так и сил возбуждения, (например, характерных для многоцилиндровых поршневых машин). [c.38]

Расчет напряженного состояния вала вьшолняется на основе энергетического баланса при установившихся резонансных вынужденных колебаниях (форма резонансных вынужденных колебаний практически совпадает с формой свободных колебаний, соответствуюш,ей резонируюш,ей частоте). Это значит, что если, например, гармоническая составляющая резонирует с 1-й собственной частотой, то] форма резонансных вынужденных колебаний совпадает с 1-й собственной фюрмой и т. п. [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...