Турбодетандер автоколебания

Если ротор жесткий, то место приложения сил не играет существенной роли и гидромеханические силы в смазочном слое подшипников и в каналах рабочих колес, а также электромагнитные силы могут быть объединены. Тогда уравнения (1) — (10), описывающие движение статически ненагруженных роторов с жидкостной смазкой подшипников, остаются справедливыми, если в них вместо величины угловой скорости (о ввести со/, где / — некоторый коэффициент, причем / > 1 при действии дополнительного возбуждения по вращению ротора / < 1 при противоположном направлении этого возбуждения. В первом случае частота автоколебаний, отнесенная к угловой скорости ротора, повышается, а во втором — снижается. При этом в обоих случаях движение статически ненагруженных роторов остается неустойчивым. При наличии стабилизирующих факторов — статической нагрузки, гидростатической подачи смазки и пр. названные виды возбуждения могут проявляться весьма различным образом. В турбинах и других машинах, где / > 1, воздействие рабочей среды берет на себя значительную часть дополнительных сил демпфирования и упругости и тем самым существенно снижает устойчивость. Это непосредственно следует из приведенного ниже уравнения (17) гл. IV, в котором повышение величины О равносильно возрастанию параметра /. Известны случаи, когда по этой причине роторы оказывались неустойчивыми даже при большом статическом эксцентрицитете цапф вплоть до Хо = 0,9. Особенно неустойчивы низкотемпературные турбодетандеры, перерабатывающие газ в его состоянии, близком к конденсации паров. [c.130]

КОСОВ подшипников, ибо это равносильно непредусмотренному изменению их формы. Кроме того, уменьшение возбуждающих колебания свойств слоя часто сопровождается попутным снижением его демпфирующих свойств. Из-за этого многоклиновые подшипники с малыми радиальными зазорами и некоторые другие подшипники, хотя сами и не вызывают автоколебаний роторов, но вместе с тем слабо противодействуют возбуждению колебаний потоками рабочей среды в колесах турбомашины. Поэтому подшипники, подходящие для турбокомпрессоров, могут оказаться непригодными для турбин, турбодетандеров, для которых требуются повышенные демпфирующие качества. [c.142]

Рис. 64. Зарождение и быстрое развитие автоколебаний двух различных роторов турбодетандеров в течение 0,9 сек

Устойчивость колебаний зависит от нагрузки машины по ее мощности. Производственники не любят недогруженных турбомашин, считая их недостаточно устойчивыми. Действительно, увеличение нагрузки во многих случаях стабилизирует колебания роторов, что объясняется положительным влиянием возросшей статической нагрузки подшипников. Вместе с тем повышение нагрузки турбомашины сопровождается увеличением возмущающих гидромеханических сил в проточной рабочей части машины, что даже может вызывать автоколебания роторов, сходные с теми, которые возбуждаются под действием смазочного слоя подшипников скольжения. Неоднократно наблюдалась вполне устойчивая работа турбодетандеров без нагрузки или же с нагрузкой в пределах 20—40% номинальной мощности. При повышении нагрузки этих машин возникали интенсивные автоколебания роторов, приводившие к поломкам уплотнений, подшипников и даже рабочих колес. При снижении нагрузки устойчивость движения роторов восстанавливалась. [c.279]

У других турбодетандеров роторы оказывались неустойчивыми и без нагрузки машин. Однако и здесь автоколебания резко возрастали тут же по увеличении нагрузки до 40% номинала. Дальнейшее увеличение нагрузки было невозможно из-за явной угрозы поломок. [c.279]

Еще более быстроходен и более склонен к колебаниям ротор машины (турбодетандера) 5. Здесь полускоростные автоколебания ротора могут быть устранены при помощи гидростатических подшипников с тем же радиальным зазором при довольно большом давлении (около 15—20 кгс-см ) подаваемой газообразной смазки. Однако при использовании таких подшипников на практике не удавалось избежать автоколебаний ротора типа пневмомолот . Устойчивое движение ротора было достигнуто при помощи ленточных демпфирующих подшипников по типу рис. 48 с четырьмя слоями перемежающихся стальных и тефлоновых лент. Параметры такого подшипника подбирали экспериментальным путем, исходя из достаточной упругой податливости К 0,1 тсо и сопоставимого с этим сопротивления трения Ссо (0,3 1,0)/С. В результате этого устойчивость [c.261]

У очень быстроходных турбомашин, в том числе у малых турбодетандеров с частотой вращения свыше 50 ООО — 100 000 об1мин, автоколебания иногда возникают уже в ранней стадии при угловой скорости вращения, составляющей всего 20—30 7о ее рабочего значения. По мере увеличения угловой скорости интенсивность автоколебаний несколько раз меняется они усиливаются, ослабевают, пропадают и возникают вновь. При этом изменяются и вынужденные колебания, но менее сильно. Нередко ослабевание автоколебаний сопровождается некоторым возрастанием вынужденных колебаний, что указывает на стабилизирующее действие последних. При жидкостной смазке подшипников наблюдаются более изменчивые режимы колебаний, по-видимому связанные с изменением форм кавитации смазки. В общем, с повышением угловой скорости вращения устойчивость движения уменьшается, что проявляется в сокращении зон устойчивости работы и в увеличении интенсивности колебаний. [c.278]

Чаще всего автоколебания как жестких, так и гибких роторов возникают в виде слабых, на первый взгляд безобидных пульсаций, которые, однако, в течение нескольких десятых долей секунды могут возрастать до опасной величины. Такие колебания, совершавшиеся роторами различных турбодетандеров, локазаны на осциллограммах (рис. 64). Здесь на осциллограмме а) две кривые показывают колебания колеса ротора относительно корпуса в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а на осциллограмме б) кривая выражает колебания только в одной плоскости. В начале показанной записи (слева) видны синхронные вращению ротора вынужденные колебания, на которые накладываются слабые автоколебания. Через несколько всплесков на записи видно бурное возрастание автоколебаний, амплитуда которых превысила 0,6 мм (осциллограмма б) или даже 0,9 мм (осциллограмма а). Это привело к разрушению лабиринтных уплотнений и повреждению рабочего колеса и подщипников. Более обычны случаи, когда возрастание самопроизвольно начавшихся автоколебаний само же и прекращается, и тогда устанавливаются автоколебания с определенной, устойчивой амплитудой — автоколебания с предельным циклом. [c.279]

В быстроходных турбомашинах и некоторых других механизмах иногда возникают самовозбуждаемые колебания (автоколебания). Они появляются тогда, когда при случайном отклонении детали от положения равновесия совершается работа, идущая на развитие колебаний. Так, при случайном прогибе ротора турбодетандера и приближении его к направляющему аппарату (фиг. 3) с одной стороны усиливается, а с другой стороны ослабляется его взаимодействие с направляющим аппаратом. При этом, помимо момента сил, вращающего ротор, возникает внутренняя сила Р, направленная перпендикулярно к прогибу ротора и заставляющая его совершать круговые движения вокруг оси подшипников. Работа, совершаемая силой Р, при таких колебаниях ротора, идет на увеличение прогиба ротора. Аналогичные силы и аналогичные колебательные движения возникают под действием смазочного слоя при случайных смещениях цапф в подшипниках скольжения и под действием аэродинамических сил при прогибе турбокомпрессорных роторов. Аэродинамические силы достигают особенно большой величины при помпаже турбокомпрессоров. [c.337]

В быстроходных турбомашинах и некоторых других механизмах иногда возникают самовозбуждаемые колебания (автоколебания). Они появляются, когда при случайном отклонении детали от положения равновесия совершается работа, затрачиваемая на развитие колебаний. Так, при случайном прогибе ротора турбодетандера и приближении его к направляющему аппарату (рис. 3) с одной стороны усиливается, а с другой стороны ослабляется взаимодействие ротора с направляющим аппаратом. При этом, помимо> момента сил, вращающего ротор, возникает внутренняя сила Р, направленная перпендикулярно к прогибу ротора и заставляющая ротор совершать-круговые движения вокруг оси подшипников. Работа, совершаемая силой Р при таких колебаниях ротора, идет на увеличение прогиба ротора. [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология