Оптимизация низкочастотной балансировки ротора ГД-40

Автор: Слива Олег Кириллович, Шахринов Владимир Николаевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 1 т.15, 2015 года.

Бесплатный доступ

Для борьбы с роторной вибрацией малоразмерных роторов массой до трёх килограмм в России широко используются низкочастотные балансировочные станки серии ВМ «Морион», осуществляющие их статическую и моментную балансировку. Однако, как показала практика на предприятии, низкочастотная двухплоскостная балансировка (НЧБ) роторов ГД-40, используемых в системе наддува дизелей, в 15-20 % случаев приводит не к уменьшению, а к увеличению вибрации ротора. В предлагаемой работе исследуется причина этого явления и способы её устранения. Построена дискретно-континуальная модель ротора и определены его критические частоты вращения и собственные формы. Разработана вероятностно-статистическая модель исходного дисбаланса ротора ГД-40 с насадными деталями. Показано, что две плоскости коррекции, используемые при балансировке, расположены вблизи пучностей I и II форм ротора, так что корректирующие массы, уравновешивающие статический и моментный дисбалансы, создают достаточно большие обобщённые вынуждающие силы на его I и, особенно, на II собственных формах. Это и приводит к увеличению вибронагруженности ротора после двухплоскостной НЧБ. Предложено проводить балансировку не в двух, а в трёх плоскостях коррекции, используя в качестве исходных данных результаты предварительного экспериментального определения статического и моментного дисбаланса ротора на станке «Морион», что позволяет ортогонализовать силы инерции корректирующих масс к более опасной второй собственной форме. На основании расчёта амплитуд вынужденных колебаний ротора при 50 вариантах распределения случайных дисбалансов показано, что трёхплоскостная балансировка позволяет значительно уменьшить вибронагруженность ротора во всей зоне рабочих частот, полностью исключив случаи её увеличения.

Еще

Ротор, дисбаланс, критическая частота, балансировка, собственная форма, корректирующая масса, плоскость коррекции, низкочастотная балансировка, статистическая модель дисбаланса

Короткий адрес: https://sciup.org/147151677

IDR: 147151677

Список литературы Оптимизация низкочастотной балансировки ротора ГД-40

  • Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний/В.Л. Бидерман. -М.: Высш. шк., 1980. -68 c.
  • Бишоп, Л. О применении балансировочных машин для уравновешивания гибких роторов/Л. Бишоп, A. Паркинсон//Конструирование и технология машиностроения. -1972. -№ 2. -C. 66-83.
  • Вентцель, Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения/Е.С. Вентцель, Л.А. Овчаров. -М.: Высш. шк., 2000. -46 c.
  • Йан, Ш. Вибрационная чувствительность вала турбогенератора поезда к дисбалансу/Ш. Йан, Р. Сиверт//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 125-134.
  • Бертонери, М. Высокоскоростная модальная балансировка турбомашины: моделирование и тестирование полноразмерных роторов/М. Бертонери, П. Форте//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 95-102.
  • ГОСТ 19534-74. Балансировка вращающихся тел. Термины. -М.: Изд-во стандартов, 1974. -22 c.
  • ГОСТ 24346-80. Вибрация. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1991. -40 c.
  • Григорьев, В.Н. Вибрация энергетических машин/В.Н. Григорьев. -Л.: Машиностроение, 1974. -464 c.
  • Гусаров, А.А. Динамика и балансировка гибких роторов/А.А. Гусаров. -М.: Наука, 1990. -89 c.
  • Львов, М. Применение на турбогенераторе поезда динамического анализа для установления остаточного дисбаланса необходимого для высокоскоростной балансировки одного ротора/М. Львов//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 80-95.
  • Разич, З. Разработка новых методов балансировки для значительно эксцентричного или изогнутого роторов/З. Разич, М. Разич//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 103-110.
  • Келленбергер, В. Как следует балансировать гибкий ротор: в N или (N+2) плоскостях?/В. Келленбергер//Конструирование и технология машиностроения. -1972. -№ 2. -С. 53-65.
  • Кнопф, Е. Определение остаточного дисбаланса для гибких роторов на рабочей скорости/Е. Кнопф, Т. Крюгер, Р. Нордман//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 134-145.
  • Слива, О.К. Дискретные модели колеблющихся лопаток турбомашин/О.К. Слива//Динамика и прочность машин: сб. -1966. -№ 4. -С. 37-46.
  • Основы балансировочной техники/под общ. ред. В.А. Щепетильникова. -М.: Машиностроение, 1975. -76 c.
  • Пановко, Я.Г. Введение в теорию механических колебаний/Я.Г. Пановко. -М.: Наука, 1980. -С. 55-65.
  • Самаров, Н.Г. Определение места и величины дисбаланса гибкого всережимного ротора / Н.Г. Самаров // Энергомашиностроение. - 1966. - № 8. - C. 29-38.18. Тасора, А. Анализ вращающихся систем с использованием общих результатов в многотельной динамике / А. Тасора, П. Мазарати // 9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. - C. 150-167.
  • Пресиадо, Е. Условия, необходимые для ликвидации пробных прогонов, проходящих во время балансировки ротора/Е. Пресиадо//9-я междунар. конф. по роторной динамике IFToMM, 2014. -C. 110-117.
Еще
Статья научная