Прочность, устойчивость, колебания. Том 3 - Биргер И.А.
Скачать (прямая ссылка):
dA н d, - соответственно диаметры отверстий в диске и маятнике; d2-
диаметр ролика.
Рис. 25
Маятниковый гаситель прецессии вращающихся валов (автоматический
балансировщик)
Автоматические балансировщики обеспечивают полное автомати' ческое
уравновешивание центробежных сил, возникающих при враще* иии роторов, и
особенно полезны, когда несбалансированность ротора может существенно
меняться в эксплуатационных условиях (как например, в некоторых типах
стиральных машин). Автоматическая балансировка обеспечивает сохранение
прямолинейной формы вала и этим отличается от самоцентрирования ротора
при высоких угловых скоростях вращения (см. стр 324).
Три принципиально совпадающие схемы автоматических балансировщиков
показаны на рис. 26. В каждой из них имеются однотипные уравнонешивающие
устройства: маятники (рис. 26, а), кольца (рис. 26, б), шары (рис. 26,
в), связанные с вращающимся валом (число маятников, колец или шаров может
быть и больше двух). Все эти устройства эффективны только в закритнческой
обласш, когда угловая скорость превосходит крити-
Присоединенные динамические системы - гасители колебаний 335
ческое значение ioAD. При этом маятники (цгары, кольца) автоматически
занимают такое положение, что равнодействующая развиваемых ими
,, и т сечении Вала
" п, оптШ ^
I системы
и> < си,
'"Р
Маятниковые
грузы
>с
г
Маятниковые
грузы
и т сечения Вала лежит на оси Вращения
а)
ч-у
Ось Вращения
/
и т основной системы s)
Рис. 27
м
г
А-А
центробежных сил уравновешивает центробежную силу, возникающую вследствие
неуравновешенности ротора (рис 27, а), и ось вала точно совпадает с
прямой, проходящей через центры подшипников. При увеличении
неуравновешенности, т. е. при удалении от оси вращения, yi ол у
автоматически уменьшается, массы балансирующих грузов сходятся ближе и
вновь наступает уравновешивание центробежных сил.
Каждой конструкции соответствует определенное значение максимального
дебаланса, который способен уравновесить данный балансировщик (примеры
см. н табл. 19).
В докрит ической области при со < сокр массы располагаются так, как это
показано на рис. 27, б, т. е. балансировщик увеличивает
неуравновешенность и приносит вред. Поэтому для выключения
балансировщиков в докритической области необходимы специальные
конструктивные меры. Таков, например, кольцевой балансировщик,
применяемый в конарукциях стиральных машин (рис 28). Здесь
уравновешивание создается двумя кольцами.
19. Характеристика балансировщиков
Тин балансировщика Наружный диаметр н см Балансирующие грузы *¦ ча
ни
Шаровой С1 Семь стальных шаров диаметром 5 с*1 114
Кольценой 50 Три стальных кольца; наружный диаметр 50 см, внутренний
диаметр 26,6 га, толщина 1,6 см 2В0
336
Свободные и вынужденные колебания стермней
которые находятся н заполненном маслом кожухе. Кожуху придана специальная
фигурная форма и при малой угловой скорости вала кольца находятся на дне
кожуха, т. е. балансировщик "не включен"; при о - сокр кольца всплывают
под действием значительных центробежных сил - балансировщик "включается".
Кольцевые балансировщики рациональнее шаровых, как это можно видеть из
табл. 19.
Вязкий поглотитель колебаний
Схему поглотителя см. на рнс. 19, б. Динамический коэффициент для
основной массы определяют по формуле
¦* I
р* + 4и*
2(1 -04)2 + 4*41 -Р2(1 Т п>1а
(ПО)
обозначения аир см. стр. 332; у. - безразмерный коэффициент, определяемый
по формуле
где k - коэффициент вязкости поглотителя (коэффициент пропорциональности
между силой вязкости и относительной скоростью массы поглотителя по
отношению к основной массе): т* - масса поглотителя.
Рис. 29
Оптимальное значение параметра к
'Л,,т
[
(М2)
2(2+ а) (I | о) '
При этом наибольшее значение динамического коэффициента будет l(u.ax - 1
i-- • U13)
Присоединенные динамические системы - гасители колебаний 337
На рис. 29 сплошной линией показано изменение динамического
коэффициента р, в зависимости от отношения р при оптимальном
значении коэффициента х; штриховыми линиями показаны кривые из мснелия
динамического коэффициента ц в двух предельных случаях - при отсутствии
вязкой связи (х - 0) и при жесткой связи (х - го).
Выполненный по схеме на рис. 19, 6 вязкий поглотитель колебаний системы
Гауда показан на рис. 30. Здесь / - втулка, предназначенная для посадки
поглотителя па нал, 2 --масса поглотителя, представляющая собой маховик,
могущий свободно вращаться па втулке 3; 4 - кожух, приваренный к втулке
/.
Малый зазор между маховиком и кожухом заполнен вязкой жидкостью. При
вращении маховика относительно втулки и кожуха возникает крутя!ции
момент-fcqy, пропорциональный относительной угловой скорости фу.
Оптимальное значение коэффициента вязкого сопротивления определяют по
формуле kon/n ~ ^ ЯД (114)
в которой / - момент инерции маховика относительно оси вращения, со -
угловая скорость. При оптимальном сопротивлении рассеиваемая за один цикл
энергия составляет
- /№2"рб,
