Методы совершенствования низкочастотной балансировки высокоскоростных роторных систем

• Автор: Корнеев, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Глава 1. Балансировка вращающихся тел в машиностроении
1.1. Низкочастотная балансировка недеформируемых роторов
1.2. Балансировка гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
1.2.1. Сущность проблемы
1.2.2. Критерий гибкости ротора
1.2.3. Методы высокочастотной балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
1.2.4. Методы низкочастотной балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
1.2.5. Особенности балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
1.3. Выводы по первой главе
Глава 2. Низкочастотная балансировка гибких валов тепловых двигателей
2.1. Особенности конструкции и технологии изготовления гибких валов тепловых двигателей
2.2. Детерминирование эпюр начального распределения дисбаланса гибкого вала по результатам измерений на низкочастотных балансировочных станках
2.3. Расчет корректирующих масс при низкочастотной балансировке в (N+2) плоскостях коррекции
2.3.1. Расчет по методу разложения динамического прогиба в ряды по собственным формам колебаний
2.3.2. Расчет по методу А.Н. Крылова
2.3.3. Расчет эффективности балансировки гибких валов тепловых
двигателей
2.4. Выводы по второй главе

Глава 3. Низкочастотная балансировка гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
3.1. Особенности конструкции и технологии изготовления гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
3.2. Детерминирование распределения начального дисбаланса по результатам измерений на низкочастотных балансировочных станках
3.3. Методы балансировки в (N+2) плоскостях коррекции и расчетные уравнения
3.3.1. Технологический процесс балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
3.3.2. Способы балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
3.3.3. Методы динамического расчета
3.3.4. Расчет эффективности балансировки
3.4. Практическая реализация методов низкочастотной балансировки гибких роторов в (N+2) плоскостях коррекции
3.5. Выводы по третьей главе
Глава 4. Оптимизация низкочастотной балансировки гибких роторов ТГТД и агрегатов турбонаддува ДВС
4.1. Вероятностная оценка эффективности низкочастотной балансировки
4.2. Метод статистической оптимизации низкочастотной балансировки
4.3. Оптимизации низкочастотной балансировки при детерминированном дисбалансе
4.3.1. Оптимизация низкочастотной балансировки путем перебора возможных вариантов
4.3.2. Оптимизация низкочастотной балансировки методами Монте-Карло
4.4. Выводы по четвертой главе
Выводы по диссертации
Библиографический список литературы
Приложение
Роторные машины представляют собой класс наиболее распространенных изделий современной технологии. Он включает в себя практически все многообразие тепловых машин — двигателей внутреннего сгорания (ДВС), транспортных газотурбинных двигателей (ТГТД), газотурбинных энергетических установок, паровых турбин; сюда же входят компрессорные агрегаты, электродвигатели и электрогенераторы, металлообрабатывающие станки, питательные насосы, гироскопические приборы и множество других изделий.
Развитие роторных машин отражает основную тенденцию современного машиностроения - обеспечение минимального веса работающих изделий при значительном увеличении их единичной мощности, производительности, экономичности и надежности. Это приводит к максимальной интенсификации рабочих процессов, ужесточению условий работы вновь создаваемых машин путем воздействия на них все более высоких температур, давлений, скоростей, все более агрессивных сред и т.д.
Одновременно неизмеримо возрастают требования к обеспечению высокой надежности, ибо выход из строя, даже кратковременный, подобных машин может привести к чрезвычайно тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям.
Вопросы снижения вибрации, возбуждаемой вращающимися роторами и имеющей частоту первой роторной гармоники (так называемой роторной вибрации) относятся к числу наиболее важных при конструировании, изготовлении и эксплуатации практически всех видов современных роторных машин. Роторная вибрация в значительной степени определяет надежность таких машин, для которых характерны высокие частоты вращения, относительно малая жесткость конструкции, а критические режимы часто располагаются в пределах рабочих диапазонов угловых

Рис. 2.2. Конструкция вала с ограничительным кольцом
Рис. 2.3. Вал трубодетандера с масляным демпфером
Если для уравновешивания гибкого вала уравновешивающие грузы подобраны и размещены в двух плоскостях I и II (рис. 2.4), т.е. вблизи опорных подшипников, то они устраняют вибрацию при скоростях вращения, значительно меньших первой критической, когда деформация невелика, и вал еще может рассматриваться как жесткий. При скоростях, приближающихся к критическим, вал сильно деформируется, и корректирующие массы, отвечающие условиям уравновешенности жесткого ротора, оказываются малоэффективными, а на некоторых режимах они могут приводить не к снижению динамического прогиба, а даже к его увеличению.