Демпфер роторных вибраций Советский патент 1986 года по МПК F16F15/129 

Иаобретену1е относится к маигино- строеиию и может быть использовано для гашения радиальных колебаний быстрс вра1цаю1дихся роторов.

Целью изобретения является повышение Э(1х})ективности демпфера путем линеаризации его характеристики и обеспечения высоких 1иирокорегулируе мыу значений коэффициента сопротивления .

На чертеже изображен демпфер роторных вибраций, продольный разрез.

Демпфер содержит фрикционньш дис

I,жестко и соосно закрепляемый на роторе 2, фрикционный диск 3, закрег1ле 1ный на валике 4, стакан 5, в котором установлены подиди1ники 6, в котор(1Х в свою очередь расположен валик 4.

Часть валика 4, обра1де)1ная к ротору 2, выполнена в виде втулки, на боковой поверхности которой имеются сквозные прорези 7, обеспечи- этой части валика 4 заданную податливость в осевом направлении. Эта часть BajniKa 4 вьтолняет функ- упругого звена и является одним из элементов устройства, обеспечиващего предварительное поджатие фрикционных дисков 1 и 3, другими элеметами этого устройства являются шпильки 8, регулировочное кольцо 9 и гайки 10, предназначенные также для крепления стакана 5 на корпусе

I1.Внутренняя цилиндрическая посадочная поверхность стакана 5 на подшипники 6 выполнена с эксцентриситетом относительно конструктивной базы - наружной цилиндрической поверхности его фланца.

Таким образом, достигается установка валика 4 параллельно и эксцентрично оси ротора 2 и обеспечивается возможность для свободного вращения валика 4 в собственных подшипниках независимо от ротора 2.

Демпфер работает следующим образом.

При установке стакана 5 с валико 4 на корпусе 11 фрикгцюнные диски 1 и 3 приходят в контакт друг с друго Толиуша ре1 улировочно о кольца 9 побирается с таким расчетом, чтобы пр окончательной затяжке гаек обеспечить заданные деформации упругого звена и усилие предварительного под ж&тия фрикционных дисков 1 и 3.

Анализ работы фрикционного соединения при эксцентричном расположении валика 4 показывает, что частота вращения этой оси с закрепленным на ней фрикционным диском 3 меньше частоты вращения ротора 2 и определяется при достаточно малых эксцентриситетах вьфажением

, (1)

,- 40-t)

где о) - частота вращения дополнительной оси;

- частота вращения ротора; - величина эксцентриситета; ср средний радиус трущихся

поверхностей.

При этом наружные радиусы фрикционных дисков 1 и 3 должны удовлетво

рять соотношению

R.R,

(2)

Таким образом, обеспечивается вращение фрикционного диска 3 в том же направлении, что и. диска 1, но с меньшей скоростью. При вращении дисков 1 и 3 между ними устанавливается исходная скорость скольжения, определяемая разностью их угловых скоростей. При этом на каждом участке дуги контакта фрикционного диска 1 возникает сила трения, направленная противоположно скорости скольжения. При наложении на исходную скорость скольжения скорости вибрационного движения ротора 2 векторы результирующих скоростей скольжения на каждом из элементарных участков дуги контакта изменяются и по величине, и по направлению по сравнению с исходными скоростями соответственно изменяются и направления сил трения по этим участкам. Суммируясь, все эти силы дают результирующую силу трения, направленную в сторону, противоположную виброскорости ротора .2. Эта сила является демпфирующей. Исходная скорость скольжения принимается в 3-4 раза большей, чем максимально возможная виброскорость. Тем самым достигае ся линейная (или очень близкая к линейной) зависимость демпфирующей силы

от виброскорости. Эта зависимость выражается следующим образом:

--Г.

(3)

где F - вектор силы демпфирования, 7 - вектор виброскорости рото- ра.

-- l..l (4) f - коэффициент сопротивления, f - коэффициент трения между

фрикционными дисками 1 и 3, Q - усилие предварительного

поджатия этих дисков,

V,,)f,--J (5) исходная скорость скольжения.

Редактор А.Шандор

Составитель А.Машкин Техред Э.Чижмар

Заказ 4608/38

Тираж 880Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изменение параметров демпфера и Q достигается возможность регулирования коэффициента сопротивления в очень широких пределах.

Использование демпфера роторных вибраций дпя гашения радиальных вибраций роторов позволяет достичь оптимальной настройки демпфера и таким образом существенно улучшить вибрационное состояние изделий типа паровых или газовых турбин, компрессоров, электрогенераторов, авиадвигателей и увеличить ресурс работы конструкций.

Корректор Е.Сирохман