Читать реферат по физике: "Автоматичне балансування обертових валів" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Автоматичне балансування обертових валів

При обертанні незбалансованого вала завжди спостерігаються більш-менш інтенсивні поперечні коливання. Амплітуди коливань залежать від кутової швидкості обертання і при визначених для даного вала критичних значеннях швидкості зростають настільки значно, що порушують нормальні умови експлуатації і можуть викликати поломку вала. При цьому критичний стан не можна усунути навіть найретельнішим балансуванням, тому необхідно домагатися, щоб експлуатаційні кутові швидкості не збігалися з критичними.

Розглянемо вал, на якому з ексцентриситетом е насаджений диск масою . Щоб виключити вплив ваги і розглянути явище в найбільш чистому виді, будемо вважати, що вісь вала розташована вертикально (мал.80,а). Вал має круглий перетин і обертається в підшипниках; диск розташований усередині між опорами.

При обертанні вала з кутовою швидкістю р центр ваги диска буде рухатися по окружності і виникне відцентрова сила. Позначимо прогин вала, викликаний цією силою, через , тоді результуючий ексцентриситет дорівнює , а відцентрова сила - . Щоб визначити прогин , потрібно знайти відношення відцентрової сили до згинальної твердості вала с: або

                                                                                                              (358)

тобто прогин вала пропорційний початковому ексцентриситетові.

З (358) випливає, що критичний стан настає при цілком визначеному значенні кутової швидкості, що залежить від параметрів системи:

                                                                                                                (359)

Мал.80

Величину називають критичною швидкістю обертання; вона збігається з власною частотою необертової системи вал-диск і тим більше, ніж жорсткіший вал і легший диск.

З (359) випливає вираз для відносного прогину вала

                                                                                                             (360)

Крива залежності наведена на мал.80,б. Аналіз показує, що при повільному обертанні прогини малі і зростають з ростом кутової швидкості; при цьому центр ваги диска розташований далі від центра обертання , чим центр перетину вала (мал.81,а). Якщо , то прогин дорівнює нескінченності і настає критичний стан.

Мал.81

У закритичній області, коли , прогини знову виявляються кінцевими, але мають знак, протилежний початковому ексцентриситетові. На мал.81,б показане відповідне цьому випадкові взаємне розташування центрів і . При швидкому обертанні, коли , центр ваги диска виявляється ближче до центра обертання , чим центр вала . Чим більша кутова швидкість, тим ближче розташовується центр ваги диска до центра обертання , а при центр ваги диска необмежено наближається до осі обертання. Таким чином, при досить великих кутових швидкостях відбувається самоцентрування диска. Тому, роблячи вал досить гнучким, тобто домагаючись малих значень , можна одержати гарну збалансованість системи. Це використовується при проектуванні валів швидкохідних турбін, де гнучкі вали виявляються раціональнішими, ніж тверді.

Раніше критичний стан був визначений як стан необмеженого наростання прогину вала, якщо диск має

Похожие работы