Способ гашения колебаний быстроходного ротора и упругая опора для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК F16F15/10 

113

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано гашения колебаний высокооборотных роторов 5 шпинделей и валов.

Цель изобретения - повышение эфг- фёктивности гашения колебаний в области высоких скоростей путем снижения виброактивности ротора и исключения дополнительных критических частот, возникающих из-за наличия дополнительных степеней свободы, обусловленных участием масс опор в колебаниях динамической системы опора - ротор - опора,

На фиг,1 изображена схема роторного узла; на фиг.2 -упругая опора, продольный разрез,

Способ осуществляют следуювщм образом.

Ротор 1 вместе с подшипниками 2 и 3 устанавливают в опоры 4 и 5 с циклическим расположением упругих элементов .

На каждый .упругий элемент воздей- ствуют сдвинутыми по фазе относительно друг друга на постоянную величину периодически усилиями, соответствующими возмуп1ающим усилиям ротора,

Способ может быть осуществлен также с помощью упругих опор,,каждая из которых выполнена в виде монолитной втулки с равномерно распределенными

по окружности сосредоточенными масса- г „

МИ о, связанными между собой перемычками 7. Массы 6 расположены симметрично относительно диаметр;альной оси 8 перемычки 7 и в каждой из масс выполнена пара обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек 7 концентрических пазов 9.Жест- -кости перемычек 7 и образованных пазами 9 консольных лепестков 10 выбраны одинаковыми, а на концах лепестков 10 выполнены направленные от пазов 9 выступы 11.

В качестве примера может быть рассмотрен ротор, вращаювщйся с частотой п об/мин. Необходимо определить пара- метры опор так, чтобы частота настройки совпадала с рабочими оборота-МИ п.

Для левой и правой опоры имеют место dropMynbi

4kCp(2 - cos f}

г

1

N(3 - 2COS |15

m,

3600kCp(2-cos Щ ) n

4kC,r (2- cos -} Q .

Nl(3-2cos 1)

3600k С,ЪД2- cos |-)

m,

де C - коэффициент жесткости упругих элементов левой опоры, Ы/м;

С, - коэффициент жесткости упругих элементов правой опоры, Н/м; т - сосредоточенная масса левой

опоры, кг;

т. - сосредоточенная масса правой опоры, кг; и 1 - расстояния опор до центра

тяжести ротора, м; N - число масс в каждой опоре

(п г-б); k - коэффициент, определяемый

из соотношения 0,05 k 0,2j С(, - коэффициент жесткости ротора как балки свободнЬ опертой своими концами (;определяется для центра тяжести); п - частота вращения, об/мин. Геометрические параметры упругих лементов опор определяются из слеующих соотношений. Левая опора

Г 1 lf:«

3

EI

Р bfJ.j2

12 опора

3

EI,

P -is

--l-Lzi

-гч 12

где и 1 - длина лепестков соответственно левой и правой опоры; чг гг. Д перемычек каждой

опорыI

изгибш

пестков каждой опоры;

изгибные

ремычек

изгибные жесткости леизгибные жесткости

Радиальное смещение лепестков, обеспечивающее начальный .натяг при установка опор между корпусом и внешним кольцом подшипников, определяется формулой

где Р - вес ротора вместе с подшипниками, Н.

Высота выступов h - не меньше 4 мм.

Толщина выступов Ъ - не меньше 3 мм,

Толщина пазов а - не меньше 3 мм.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) повышает ресурс высокооборотных машин в 5-6 раз.

Формула изобретения

1. Способ гашения колебаний быстроходного ротора, заключающийся в том, что ротор устанавливают в опоры с циклически расположенными упругими элементами, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности гашения колебаний в области вы

10

15

20

5

15 . 4 соких скоростей, на каждьй упругий элемент воздействуют сдвинутыми по фазе относительно друг друга на постоянную величину периодическими усилиями, соответствующими возмущающим усилиям ротора,

2, Упругая опора для гашения колебаний быстроходного ротора, выполненная в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по окружности сосредоточенными массами, связанными между собой-перемычками, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей, массы расположены симметрично относительно диаметральной от перемычек и в каждой из масс вьшолнеиа пара обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек концентрических пазов, жесткости перемычек и образованных пазами консольных лепестков выбраны одинаковыми, а на концах лепестков выполнены направленные от пазов выступы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано ля гашения колебаний высокооборотных роторов, шпинделей и валов. Целью изобретения является повьшение эффективности гашения колебаний в области высоких скоростей путем снижения виброактивности ротора и исключения дополнительных частот, возникающих из-за наличия дополнительных степеней свободы, обусловленных участием масс опор в колебаниях динамической системы опора-ротор-опора. Выполнение упругих опор в виде монолитной втулки с равномерно распределенными по окружности сосредоточенными массами 6, связанными между собой перемычками 7, выполнение в каждой из масс пары обратно направленных и расположенных по обе стороны от перемычек 7 концентрических пазов 9, установка ротора в упругие опоры и воздействие на каждый упругий элемент сдвинутыми по фазе от- g носительно друг друга на постоянную величину периодическими усилиями, со- СЛ ответствующими возмущающим усилиям ротора, позволяет повысить ресурс высокооборотных мятин в 5-6 раз. 2 с.п, ф-лы, 2 ил. Л7 00 ел ю

фигРедактор А.Ревин

Составитель Е.Савостин

Техред Л.Олийньж Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5547/30Тираж 804 Подписное

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