Последовательность выполнения работы. 1. Определяются расчетные значения критических скоростей по формуле (1.7) для симметричного и смещенного расположения дисков при различных значениях изгибной

1. Определяются расчетные значения критических скоростей по формуле (1.7) для симметричного и смещенного расположения дисков при различных значениях изгибной жесткости (3-4) и масс ротора. Размеры вала представлены на рис. 1.6, при этом расстояние между опорами L=0,55 м; расстояния от средней линии диска до левой и правой опор соответственно равны а₁=0,25 м; b₁=0,3 м; а₂=b₂=0,275 м (симметричное положение); а₃=0,3 м; b₃=0,25 м. Масса вала m_в=0,5 кг, масса каждого из 2-х съемных дисков m_д=0,5 кг, масса центрального съемного диска m_цд=1 кг, т. е. ротор может иметь массу

1) m₁=m_в+m_цд=0,5+1=1,5; 2) m₂=m_в+m_цд+m_д=0,5+1+0,5=2 кг;

3) m₃=m_в+m_цд+2m_д=0,5+1+1=2,5 кг.

Кроме этого возможно изменение массы и дисбаланса ротора путем установки дополнительных винтов на дисках. Результаты занести в таблицу 1.1 (строки 1–4).

2. Проводятся экспериментальные измерения прогибов вала индикатором часового типа в статическом состоянии под действием дополнительной силы F=mg=88.3, Н в центральном и смещенных положениях, где m=9 кг – приведённая масса ротора, включающая массу дисков и вала. Следует заметить, что полученные величины прогибов будут включать в себя и статическую изгибную деформацию под действием массы ротора. По ф-ле 1.8 вычислить значения критических частот. Результаты занести в табл. 1.1 (строки 5–8).

3. На экспериментальной установке проводятся определение критических частот вала при различных значениях масс (m₁ , m₂,, m₃,, m₄) положениях дисков по пункту 1. Результаты исследований заносятся в таблицу 1.1 (строки 9–12). Для повышения точности необходимо проводить измерение не менее 3-х раз, а результат представить как математическое ожидание величины.

4. При выключенной установке изменить межопорное расстояние с 0.55 м до 0.5 м и повторить п.1–3 последовательности выполнения работы. Полученные результаты заносятся в таблицу 1.2.

5. Выполняется расчет критических частот вала и соответствующих им форм колебаний в автоматизированной системе APM WinMachine. По заданию преподавателя может выполняться дополнительный расчёт критических скоростей в системах Сosmos-M, ANSYS и т.п. для проведения более масштабного сравнительного анализа.

В расчетно-графическом модуле WinSchaft выполняется изображение вала с диском в одном из возможных положений (рис.1.6) и определяются значения критических частот (рис. 1.7).

Изменяя в графическом редакторе программы положение и количество дисков (рис. 1.8) провести расчет критических частот изгибных колебаний провести расчет с разным количеством дисков. Соответственно результаты для межопорного расстояния L=0.55 м занести в табл 1.1 (строки 13–16), а для L=0.50 м занести в табл. 1.2 (строки 13–16).

Рис. 1.6. Эскиз вала экспериментальной установки и формы колебаний

Рис. 1.7. Пример расчета в системе APM WinMachine

Рис. 1.8. Эскиз вала для оценки влияния количества дисков

6. По расчетным и опытным данным строятся графики зависимостей критических скоростей от массы n_кр.=f(m) и от положения дисков.

а)	б)
Рис. 1.9. Графическая интерпретация результатов исследований*

Таблица 1.1.

Результаты лабораторных исследований критических частот при L=0.55 м

Таблица 1.2.

Результаты лабораторных исследований критических частот при L=0.50 м

7. Провести сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных и сделать заключение о схождении или расхождении полученных результатов. Рассмотреть и обосновать влияние на величины критических скоростей расположений и масс дисков, межопорного расстояния, а также наличия дисбаланса. Предложить варианты конструктивных изменений системы «вал - опоры» для отстройки от критических частот вращения.

8. Подготовить отчет по лабораторной работе и ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается физический смысл и взаимосвязь коэффициентов жесткости и податливости?

2. Какие механические свойства и параметры определяют уровень жесткости деталей?

3. Взаимосвязь первых трех критических частот стержней и изгибными формами колебаний.

4. В чем заключается проверочный расчет роторов на виброустойчивость?

5. Принципы построения амплитудно-частотной характеристики роторов?

6. Виды колебаний роторных систем.

7. Уравнения колебаний одномассовой одностепенной динамической системы.

8. В чем суть определения первой критической частоты роторов по экспериментальным значениям прогибов?

9. Как определяются размерности статического и динамического дисбалансов?

10. Физические причины прецессирования валов. Виды цилиндрической и конических прецессий: прямая, обратная, синхронная, несинхронная.

11. Объяснить эффект самоцентрирования валов при n>n_кр с математической точки зрения.

12. Перечислить методы определения n_кр роторов сложной геометрии.

13. Как влияет податливость опор на критические частоты роторов?

14. Взаимосвязь значений n_кр. симметричного и несимметричного ротора одинаковой массы и жесткости.

15. Назвать конструктивные варианта отстройки от n_кр..

• Назад
• 1
• 2
• 3
• 456
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• Далее