Неуравновешенной центробежной

Центробежные силы инерции в плоскости каждого цилиндра можно уменьшить уравновешиванием неуравновешенных вращающихся частей с помощью противовесов. Силы инерции 1-го и 2-го порядков, создаваемые возвратно-поступательно движущимися частями кривошипно-шатунного механизма двигателей, нельзя уменьшить простой установкой вращающихся противовесов, так как эти силы действуют только по осям цилиндров двигателя.

Основные свойства неуравновешенных вращающихся систем отчетливо проявляются на примере колебаний шарнирно опертого вращающегося с постоянной угловой скоростью гибкого невесомого вала с одним неуравновешенным диском массы т в середине пролета.

Пусть дано несколько неуравновешенных вращающихся масс, центры тяжести которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения (рис. 1.48,6). Тогда из равенства нулю геометрической суммы всех сил инерции имеем

Из уравнения (3. 18 а) следует, что величина сил инерции прежде всего зависит от величины неуравновешенных вращающихся масс и от величины ускорения гсо2. При одинаковой величине ускорения силы инерции можно уменьшить, облегчив механизм. Для быстроходных машин это является исключительно важным. Кроме того, можно полностью уравновесить силы инерции вращающихся масс, если противовесы выполнены так, что произведение массы противовеса mvna радиус г„ , определяющий положение центра тяжести противовеса, удовлетворяет условию

Машина для испытания на усталость. Испытания про водились на машине, спроектированной и изготовленной в 1947—1950 гг в институте по предложенной автором схеме 1. Машина создана на принципе использования сил инерции неуравновешенных вращающихся масс и предназначена для испытаний образцов при растяжении — сжатии. Машина имеет следующие технические данные [1, 2].

Механический насос при наличии неуравновешенных вращающихся масс, гидравлических сил в проточной части, из-за рас-цёнтровки валов насоса и электродвигателя и т. п. может стать источником вибрации. Поэтому при проектировании должны предусматриваться меры, обеспечивающие приемлемую величину колебаний насосного агрегата по частоте и амплитуде. Для машин подобного класса вибрация считается допустимой при двойной амплитуде смещения 100 мкм в области верхнего подшипника электродвигателя. Фактически на отечественных насосах реакто-

Под признаком „Вращается вал" подразумевается, что направление действующего усилия при вращении вала остаётся постоянным. Аналогичны условия работы подшипника, когда вал неподвижен, а вращается корпус с приложенным к нему в определённой точке радиальным усилием. Под признаком „Направление усилий неопределённое" подразумевается случай, когда вследствие влияния неуравновешенных вращающихся масс (или других факторов) направление действующих на подшипник усилий меняется при вращении вала или корпуса неопределённо. Это имеет место обычно при повышенных числах оборотов (свыше 2000 в минуту) и небольших статических нагрузках.

Механические вибраторы. Простейшими механическими возбудителями колебаний являются црнтробежьые (эксцентриковые) вибраторы, в которых получение гармонических сил или моментов основано на нс-пользовании центробежных сил неуравновешенных вращающихся масс. Если неуравновешенная масса in, центр тяжести которой расположен на расстоянии г от оси (фиг. 75). вращается с угловой скоростью ш, то

Инерционные силы неуравновешенных вращающихся деталей дают дополнительную нагрузку на опоры, часто являются источником вибрации и способствуют расшатыванию маши-ны и фундамента. Поэтому уравновешивание быстро вращающихся масс в машинах обязательно.

Инерционные силы неуравновешенных вращающихся деталей дают дополнительную нагрузку на опоры, часто являются источником вибрации и ведут к расша-

Инерционные силы неуравновешенных вращающихся деталей дают дополнительную нагрузку на опоры, часто являются источником вибрации и способствуют расшатыванию машины и фундамента. Поэтому уравновешивание быстро вращающихся масс в современных машинах является обязательным.

Основная идея этого метода состоит в\аком изменении упругих свойств системы ротор — опоры во время работы машин, при котором не могли бы развиваться значительные прогибы вала и значительные реакции на опорах. В нелинейной опоре изменение жесткости происходит автоматически и зависит от остаточной величины неуравновешенной центробежной силы (дисбаланса), оказывающей давление на нелинейную опору.

Этот метод уничтожения критических режимов основан на идее такого изменения упругих свойств системы ротор — опоры во время работы машины, при котором не могли бы развиваться прогибы, опасные как с точки зрения работы вала, подшипников, так и с точки зрения развития заметных неуравновешенных сил, вызывающих неприятные вибрации силовой установки и элементов фундамента. В исследуемом нелинейном демпфере критических режимов нужное изменение параметров системы (жесткости) происходит автоматически и управляется остаточной величиной неуравновешенной центробежной силы (дисбалансом), оказывающей давление на опору, в которой устанавливается демпфер. В том же случае, когда величина дисбаланса очень мала, эксцентриситет s имеет величину, сравнимую с величиной зазора в шариковых подшипниках двигателя; в силу этого ротор иногда может устойчиво вращаться вокруг центра тяжести, не вызывая никаких неприятных яв.1 е шй*>.

Обычно решают задачу о свободных колебаниях ротора, т. е. определяют критические режимы ротора. Нас, однако, интересуют прогибы, вызванные действием неуравновешенной центробежной силы диска.

навливающейся опоры средней величины силы сухого трения. В этом случае уже не может развиваться критический режим С0/ср2-оя., так как реакция на опоре с демпфером от неуравновешенной центробежной силы может преодолеть силу сухого трения лишь на оборотах больших солр2-оп, следовательно,

Специфика вертолета как летательного аппарата заключается, в частности, в том, что его механическую модель можно трактовать как физический маятник (фюзеляж, «подвешенный» к несущему винту). Представляет определенный интерес изучение поведения такой системы при воздействии вращающегося вектора неуравновешенной центробежной силы, возникающей при отрыве части лопасти несущего (а также в общем случае и рулевого) винта и приложенной достаточно далеко от центра тяжести.

В выражениях (З) и (4) буквами А и В обозначены реакции опор от неуравновешенной центробежной силы, действующей в плоскости / или //, указанной индексом; р — коэффициент чувствительности схемы настройки, равный отношению сигнала Р на выходе схемы к полному сигналу от центробежной силы неуравновешенности.

Распределение динамических давлений от неуравновешенной центробежной силы по опорам, произведенное на основании законов статики, указано для типичных конфигураций роторов на фиг. 4—7. Производя вычисления для всех случаев, указанных на этих фигурах, получаем табл. 1 данных настройки для раздельного уравновешивания роторов в двух плоскостях коррекции по геометрическим параметрам: по расстоянию между плоскостями коррекции / и расстояниям а и b этих плоскостей от опор.

Множители перед скобками выражений (20) представляют собой статические реакции на опорах от неуравновешенной центробежной силы, действующей на расстоянии х от опоры А. Множители в скобках являются динамическими множителями.

Принимая за обобщенную силу момент от неуравновешенной центробежной силы относительно оси качания рамы, рав-

е — первоначальный прогиб середины вала, вызванный только действием неуравновешенной центробежной силы тгш2, приложенной в одной из плоскостей коррекции. Прогиб вала (фиг. 4) постоянного сечения [4] будет равен

Таким образом, назначение допуска при проектировании новой машины является достаточно сложным вопросом. Ввиду того, что в реальной машине невозможно полностью устранить неуравновешенность, необходимо назначить определенные допуски на остаточную неуравновешенность. Точное определение допуска требует от конструктора внимательного анализа и учета многочисленных факторов, влияющих на величину допуска. Среди этих факторов есть, по нашему мнению, два главных, определяющих в основном величину допуска: влияние неуравновешенной центробежной силы на подшипники и на корпус машины и влияние ее на узлы конструкции самолета, работу приборов и экипажа самолета; эти влияния особенно опасны при резонансе и близких к нему режимах работы ротора.