Устойчивость роторов с гидростатическими подшипниками

Подобные и притом более простые условия устойчивости получаются для ненагруженных роторов с умеренно длинными гидростатическими подшипниками, в которых воздействие смазки выражается по соотношениям (80) гл. IV. Тогда в случае газовой смазки при отсутствии камер в подшипнике система ротор — смазочный слой представляется схемой рис. 58 и движение ротора описывается формальным уравнением [c.239]

В практике различных фирм очень хорошие результаты в отношении устойчивости роторов иногда достигаются почти с любыми из названных выше конструкций. Вместе с тем некруговые подшипники (овальные, многоклиновые, волновые) часто не оправдывали возлагавшихся на них надежд в отношении повышения устойчивости. Очевидно, что одно только изменение формы подшипниковой втулки при сохранении ее жесткости и способа подвода смазки может лишь немного повысить устойчивость роторов. Иногда это оказывается достаточным. Надежнее устойчивость роторов повышается при использовании более сильных средств воздействия в виде гидростатических и демпфирующих опор [c.143]

Таким образом, упругая податливость ротора с гидростатическими подшипниками существенно снижает его устойчивость, поскольку Oi < Ор и Oi < Ок. [c.165]

Благодаря связанности колебаний роторов в направлении обеих координатных осей х м у устойчивое состояние может быть достигнуто также в случае анизотропного демпфера, в котором коэффициенты упругого и вязкого сопротивления при движении подшипника вдоль осей х к у неодинаковы и равны соответственно Кх, Сх и Ку, Су. Очевидно, что некоторые из этих коэффициентов отличаются от их оптимальных значений, определяемых по соотношениям (30), (31). Вследствие этого противоположно анизотропным гидростатическим подшипникам область устойчивости несколько сокращается, причем ее конфигурация становится более сложной. В частности, в случае демпфера, работающего в направлении одной из координатных осей и жесткого в другом направлении при большой величине [c.213]

Это уравнение несколько сложнее уравнения (38), но все же много проще уравнения (78) гл. IV, характеризующего устойчивость роторов с короткими гидростатическими подшипниками с газовой смазкой. Определяемая уравнением (43) область устойчивости в основном имеет ту же конфигурацию, что и область устойчивости согласно соотношениям (39). Для расчета границ рассматриваемой области устойчивости используется выражение гиперболического тангенса [c.219]

При малых угловых скоростях вращения гидравлические демпферы не обеспечивают устойчивости движения статически ненагруженных роторов с простыми цилиндрическими подшипниками. На практике при таких скоростях движение роторов обычно стабилизируется под действием весовой или иной постоянной нагрузки. Если же эта нагрузка оказывается недостаточной, то для стабилизирования движения в этой зоне угловых скоростей используют гидростатические подшипники. [c.237]

ПО существу аналогичное условию (83). Тогда при не очень малом, но и не очень большом вязком сопротивлении в демпфере область устойчивости простирается на любые значения угловой скорости ротора так же, как и для статически нагруженных роторов с податливыми демпферами (см. рис. 57). При этом в случае газовой смазки гидростатических подшипников при высоких угловых скоростях вращения ротор оказывается устойчивым также при большом вязком сопротивлении в демпфере, как это показано на рис. 57 пунктиром. Оптимальное значение вязкого сопротивления в демпфере здесь определяется соотношением (86). [c.241]

Большая, удовлетворяющая всем требованиям практики устойчивость роторов с гидростатическими подщипниками на демпферных опорах вызывает интерес к конструкциям, в которых упругие и демпфирующие качества достигаются посредством гидростатической подачи смазки. Одна из таких опор изображена на рис. 59. Здесь часть жидкостной или газовой смазки поддерживает как бы во взвешенном состоянии втулку подшипника, создавая упругое и вязкое сопротивление ее перемещениям, другая же часть смазки направляется непосредственно на смазку подщипников. Смазка подается при постоянном избыточном давле- [c.241]

Давление подаваемой смазки имеет большое значение для гидростатических подшипников в отношении их статической несущей способности и динамической устойчивости. Желательно понизить это давление при сохранении достаточной статической несущей способности и достаточном запасе устойчивости. Но это возможно лишь за счет увеличения габаритов подшипника или некоторого уменьшения его несущей способности и устойчивости ротора. [c.256]

Ротор опытной турбомашины 4 был выполнен с гидростатическими подшипниками с газовой смазкой, подававшейся при расчетном избыточном давлении около 9 ат. Расчеты устойчивости ротора выполнялись по приведенным в гл. IV соотношениям (70) и (75) гл. IV, хотя пользоваться этими соотношениями при больших перепадах давления газа можно лишь в первом приближении. Со скидкой на погрешности измерений параметров подшипников расчетные и экспериментальные значения нижней границы области устойчивости оказались довольно близкими и несколько превышающими значения рабочей угловой скорости вращения ротора. По сравнению с ротором машины 3 аналогичного назначения здесь требовалось значительно более точное изготовление как подшипников, так и ротора и более тщательная его балансировка во избежание чрезмерных колебаний на резонансной скорости вращения. [c.261]

В случае перекоса положения втулки 6 вращающегося ротора относительно оси вала 4 гидростатический подшипник обеспечивает сохранение соосной устойчивости, т. е. обладает свойством самоцентрирования. [c.154]

Вибрационная устойчивость является чрезвычайно важной характеристикой для опор быстроходных роторов и определяется той критической скоростью вращения, при которой вследствие вибраций нарушается целостность жидкостной пленки и возникает контакт между валом и подшипником, приводящий к аварии. Более высокая жесткость гидростатических подшипников потенциально предопределяет и более высокую их вибрационную устойчивость. [c.175]

Гидростатические подшипники обеспечивают точное вращение ротора (шпинделя) создают устойчивое положение динамической системы сохраняют хорошие условия смазки и высокую износоустойчивость. Благодаря интенсивному охлаждению прокачиваемой жидкостью, они сохраняют почти стабильную температуру вала и вкладыша, что позволяет сохранять неизменным принятый зазор. Сохранение зазора создает круговую очень тонкую жидкостную пленку, обладающую высокой устойчивостью, что в значительной степени определяет точное положение оси ротора (шпинделя). [c.184]

Вызванное суммой этих сил О постоянное смещение оси цапфы Хо в цилиндрическом подшипнике скольжения обусловливает анизотропию свойств смазочного слоя относительно направлений х, у. При анализе устойчивости статически нагруженных роторов прежде всего следует рассмотреть устойчивость малых колебаний X, у < Хо, отсчитываемых от постоянного (статического) смещения оси цапфы Хо. В том, вообще говоря, довольно редком случае, когда гидростатическое давление подаваемой смазки достаточно велико для сохранения слоя смазки сплошным, действующие в нем гидромеханические силы находятся из соотношений (4), (11) и (15) гл. П. При этом величина х или х заменяется в них на Хо + X или Хо + X = (хо -f x)Я 7 Затем компоненты гидромеханических сил находятся как производные функций (4), (11), (14) гл. II по аргументу хо- Так, применительно к общим выражениям силовых компонент (25) гл. I получается [c.96]

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]

При газовой смазке подшипников с круговым гидростатическим подводом газа в условиях малых перепадов давления статические параметры опоры также определяются соотношениями (88) — (71). При этом устойчивость движения ротора исследуется теми же методами, которые были использованы при выводе уравнений (50), (61) гл. П1 и (55). В частности, для жесткого симметричного ротора, вращающегося в одинаковых и притом коротких подшипниках, решается система уравнений, состоящая из уравнения (55) гл. III и первого уравнения (51) при граничных условиях (29). В результате при = получается характеристическое уравнение [c.162]

До сих пор здесь рассматривалась устойчивость малых колебаний роторов с комбинированными подшипниками. Если же под влиянием сильного удара или другого большого кратковременного воздействия возникнут начальные колебания с большой амплитудой, то они будут поддерживаться той компонентой гидромеханических сил, которая связана с вращением ротора и значительно возрастает при увеличении смещения цапфы (см. гл. II, п. 1). Наоборот, упругость смазочного слоя, обусловленная гидростатическим его воздействием, при больших амплитудах колебаний и малой местной толщине слоя снижается, как это следует из соотношения (70) при Вследствие этого [c.168]

Несомненным достоинством гидростатических и комбинированных подшипников является возможность при их применении создать достоверно рассчитываемые условия устойчивой, надежной работы роторов. Однако область устойчивости здесь распространяется только на умеренные, ограниченные значения угловой скорости ротора и не охватывает весьма больших ее значений. При этом усложнение системы подвода и очистки смазки, вызванное повышенным ее расходом, а также усложнение расчетов следует рассматривать как естественное условие достигаемого улучшения динамических качеств подшипника. [c.170]

Вообще говоря, гидростатические демпферные подшипники, обеспечивающие достаточную устойчивость движения роторов, при газовой смазке осуществляются более легко, с меньшим давлением подачи смазки, хотя и с повышенным ее расходом по сравнению с подшипниками с жидкостной смазкой. [c.246]

Достоинства турбонасосов (рис. 2.11) — небольшие габаритные размеры привода и отсутствие каких-либо вспомогательных контуров, поскольку при использовании в кипящих реакторах они могут устанавливаться непосредственно внутри сепаратора насыщенного пара. Основными узлами турбонасоса являются рабочее колесо / насоса, приводная турбина 6 и подшипниковые узлы 2, Р и 10. В качестве подшипниковых опор в турбонасосе применяются гидростатические или гидродинамические подшипники, работающие на перекачиваемой среде. Особенностью такого насоса является возможность работы в широком диапазоне частот вращения ротора (например, от 1000 до 8000 об/мин), при поддержании подачи, оптимальной для данного режима работы ЯЭУ. Однако обеспечение устойчивой работы во всем диапазоне частот вращения накладывает дополнительные требования на конструкцию. В частности, большое значение имеет правильный подбор материалов пар трения подшипников и в особенности пусковой пяты, так как последняя работает в горячей воде (290° С) и при окружных скоростях до 100 м/с. Конструкция насоса должна быть рассчитана на кратковременное увеличение частоты вращения выше номинальной [c.37]

Рис. 35. Область уСТОЙЧИВОСТГ (знак -Ь, линия 1) и частота автоколебаний Г (линия 2) на границе области устойчивости для роторов с гибридными гидростатическими подшипниками

Рис. 57. Область устойчивости (знак -Ь) и области неустойчивости (знак —) для ротора со статически нагруженными или гидростатическими подшипниками на податливых упруго-демлфериых опорах

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]

На осциллограмме рис. 62 показаны неустойчивые автоколебания испытывавшегося А. П. Викуловым опытного ротора весом 0,3 кгс с жесткими гидростатическими подшипниками с воздушной смазкой, подававшейся при избыточном давлении ри 7 кгс1см . Автоколебания интенсивно развивались по достижении скорости вращения п = 96 ООО об/мин, что являлось пределом во избежание поломок подшипников и вала. При установке тех же подшипников на упругие демпфирующие резиновые кольца и при той же системе смазки этот ротор устойчиво работал вплоть до предельно достигаемой скорости вращения п — 240 ООО об1мин. При этом окружная скорость на цапфах превышала 270 м сек. [c.282]

Возможны различные способы достижения вибрационной устойчивости роторов. Они подробно описаны выше в гл. III, IV и V. Выбор того или иного способа во многом зависит от опыта предприятия в этой области. На старых предприятиях чаще стараются добиться устойчивости ротора изменением формы расточки или разделки подшипника, применением овальных или многоклиновых подщипников и т. п. На предприятиях, не обладающих большим опытом и не связанных установившимися традициями, лучшие результаты получаются при использовании надежно рассчитываемых типов подщипников демпферных, гидростатических и иных. Работы по виброотладке продолжаются вплоть до надежного снижения вибраций до допустимого уровня. [c.290]

Достоверно установлено, что простые конструкции цилиндрических, слабо или умеренно нагруженных подшипников не обеспечивают устойчивости быстроходных роторов. И никакими небольшими хитроумными, мастерскими изменениями таких конструкций невозможно достичь устойчивости роторов. Для этого необходимо использование более сложных, теоретически разработанных и экспериментально опробованных конструкций подшипников с повышенными демпфирующими свойствами. При этом довольно различные формы подшипников оказываются конкурентоспособными. Среди них особого внимания заслуживают демпферные подшипники, специальные гидростатические подшипники и гидростатические демпферные подшипники. Следует сочетать как расчетные, так и экспериментальные методы анализа и отработки конструкций подшипников скольжения и вращающихся в них роторов, используя при этом результаты наблюдений в промышленных условиях. Роль научных методов построения конструкций повышается по мере развития турбомашиностроения и увеличения быстроходности строящихся машин. Поэтому изложенные сведения следует рассматривать не только как сборник готовых решений, но и как руководство для дальнейшего изучения динамики турбомашин, в особенности в области малых, быстроходных машин, свойственных криогенной промышленности. [c.292]

Малаховский Е. Е. Устойчивость и вынужденные колебания роторов на гидростатических подшипниках Машиноведение , 1967, № 1, стр. 68—76. [c.296]

На фиг. 68, в изображен вариант гидростатического радиального подшипника, у которого подача рабочей жидкости производится через полый неподвижный вал или цапфу [111]. Здесь камеры образованы продольными ребрами и кольцевыми выступами на неподвижном валу или цапфе. Вращающаяся втулка подшипника в этом случае не имеет камер. Следует указать, что американская фирма Аллис-Чалмерз разработала аналогичную конструкцию гидростатического трехкамерного подшипника применительно для герметического электронасоса горизонтального типа. Для увеличения полезной длины такого подшипника, что повышает его грузоподъемность, используется почти вся полная длина неподвижного вала. Иногда используется лишь некоторая его часть. В последнем случае в целях повышения устойчивости ротора целесообразно предусматривать на неподвижном валу по его концам два гидростатических подшипника [61 ]. [c.148]

Рассмотренные выше способы стабилизирования движения роторов посредством статического их нагружения (гл. III, пп. 2 и 3), гидростатического воздейств подводимой смазки (гл. IV, п. 3), специального выполнения конфигурации смазочного слоя (гл. IV, п. 1) и другие не вполне удовлетворяют постоянно возрастающим запросам промышленности. Одним из эффективных способов повышения устойчивости движения роторов и других механизмов является демпфирование колебаний при помощи специальных устройств—демпферов. Характерным их свойством является наличие трения, успокаивающего колебания, и упругих элементов, несколько преобразующих колебательную систему и создающих более подходящие условия для рассеяния энергии колебаний. В процессе демпфирования колебаний может быть достигнуто состояние, при котором парализуется сам подвод энергии на колебательные движения от возбудителя колебаний, и тогда расходуемая работающей машиной мощность при подключении демпфера не только не возрастает, но даже уменьшается. В отличие от большинства других способов стабилизирования движения при наличии демпферов может быть сохранена высокая несущая способность простых цилиндрических подшипников скольжения. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология