Способ уменьшения вибрации роторных механизмов и машин Советский патент 1982 года по МПК F16F15/00 

(5) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ВИБРАЦИЙ РОТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ

И МАШИН

1

Изобретение относится к средствам гашения вибраций различных машин и механизмов, конструкции которых содержат роторы.

Известен способ уменьшения колебаний газовой среды, вызванных работой машины, заключающийся в перераспределении энергии колебаний по частотам. Способ основан на модуляции колебаний газовой среды ультразву- fo ком. 1 .

Недостаток данного способа состоит в том, что при уменьшении колебаний газовой среды колебания машины не уменьшаются.ts

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ уменьшения вибраций роторных механизмов и машин, заключающийся в том, 20 что производят перераспределение энергии вибраций посредством частотной модуляции путем неравномерной установки рабочих частей (например, лопаток турбины, центробежного насоса и т.п.) 2.

Недостаток известного способа заключается в его неэффективности для снижения вибраций на оборотной частоте.

Целью изобретения является повышение эффективности снижения вибраций на оборотной и кратной ей частотах.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу уменьшения вибраций роторных механизмов и машин, заключающемуся в том, что производят перераспределение энергии вибраций при помощи-частотной модуляции,последнюю осуществляют путем периодического изменения угловой скорости И вращения ротора.

На фиг.1 изображена схема роторного стенда, с помощью которого реализуется предложенный способ умень С шения вибраций; на фиг.2 - графики 39 временной зависимости скорости вращ ния ротора при работе в стационарном режиме (.при использовании (предложенного способа (йГ) по оси абсцисс отложено время в секундах, fio оси ординат скорость вращения ротора в герцах , на фиг, 3 - спектро граммы вибраций ротора на оборотной частоте () и второй гармонике (г) при работе в стационарном .режиме и спектрограммы вибрации ротора на оборотной,частоте (d) и второй гармонике использовании предлагаемого способа (по оси абсцисс отложена частота в герцах), по оси ординат - уровень вибраций в децибелах . Роторный стенд содержит электро;цвигатель 1 постоянного тока, заторможенный ротрр 2, опирающийся 3 и тиристорное на подшипники устройство 5 позволяющее периодиизменять скорость вра чески плавно щения электродвигателя по заданному закону Сгармоническому). Скорость вращения ротора регистрируется отметчиком 6 оборотов.Уровень вибраций измеряется датчиком 7 располо женным на опорном фланце подшипник 3. .enj-Ha/i с датчика поступает на . спектроанализатор 8. При работе в стационарном режим скорость вращения ротора постоянна. Снижение уровня вибраций достигается тем, что производят перераспределение энергии вибраций по част те посредством частотной модуляции. Модуляциявибраций ротора, связанно го с электродвигателем возникает вследствие периодического плавного изменения скорости вращения электро двигателя. Полученные экспериментальные дан ные показывают, что при индексе модуляции--(йМБ, где Ai - частотное отклонение; и - частота модуляции. Использование предлагаемого спосо ба позволяет снизить уровень вибраций на оборотной частоте на И дБ, на кратных гармониках на 16 дБ. Вследствие того, что дискретные составляющие вибраций на оборотной ; частоте и кратных гармониках у реальных механизмов не являются бесконечно узкими и имеют конечную ширину, при частотной модуляции спектр частотномодулированного колебания представляет собой широкую линию шириной , вследствие перекрытия соседних дискретных составляющих. Применение предложенного способа позволяет существенно снизить уровень вибраций машин и механизмов на определенных режимах их работы, что в конечном счете повысит их надежность Формула изобретения Способ уменьшения вибраций роторных механизмов и машин, заключающийся в том, что производят перераспределение энергии вибраций при помощи частотной модуляции, отличающийся тем-, что,с целью повышения эффективности снижения вибраций на оборотной и кратной ей частотах, частотную модуляцию осуществляют путем периодического изменения угловой скорости вращения ротора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 36937 9, кл. 181-33, 1970, 2.D.Ewald, Noise Reduction by Applynq Modulation Principles. J.Aconst.Soc. Am. Vol. kS, 1381, 1971 (прототип).