3.7. Контрольные вопросы

1. Приведите факторы, вызывающие колебания роторов.

2. Какая скорость вращения ротора называется критической?

3. Дайте определение жесткости системы.

4. Чем отличается динамическая жесткость от статической.

5. Зачем при расчете критических скоростей необходимо рассматривать сложные системы « ротор - корпус»?

6.Назовите факторы, влияющие на критические скорости вращения роторов.

7. Почему работа роторов на критических скоростях вращения недопустима?

8. Способы борьбы с опасными колебаниями роторов двигателей.

9. Как рассчитать критическую скорость многодискового ротора.

10. Объясните влияние гироскопического момента на критические скорости вращения роторов.

4. Крутильные колебания роторов гтд

Элементы ротора ГТД: диски компрессоров, газовых турбин, шестерни редукторов, воздушные винты и т.д., соединенные валами образуют упругую систему, которая под действием изменяющегося крутящего момента может совершать крутильные колебания (колебания в окружном направлении). При крутильных колебаниях массы системы находящиеся во вращательном движении поворачиваются относительно друг друга на угол (рис.4.1), вызывая на валу и других упругих элементах ротора напряжения кручения, которые могут быть причиной усталостного излома.

Рис.4.1. Схема турбовинтового двигателя с моментами инерции

Источником крутильных колебаний в ГТД являются газовые и инерционные силы, а в ТВД ещё и воздушный винт и редуктор.

4.1. Свободные крутильные колебания двухмассовой системы

Рассмотрим расчётную схему системы состоящей из двух дисков с моментами инерции , соединенных упругим валом, установленным в двух опорах (рис.4.2). Вал одного диаметра а, следовательно, и с постоянной крутильной жёсткостью .

Рис.4.2. Расчетная схема ротора с двумя дисками

Приложим к системе крутящий момент и, закрутим вал на угол . После мгновенного снятия нагрузки система будет совершать крутильные колебания за счет сил инерции и упругости вала.

Отклонение сосредоточенных масс относительно положения равновесия происходит в разные стороны, поэтому на валу имеется сечение, которое остаётся неподвижным. Это сечение (точка О на рис.4.2.) называется узлом колебаний.

При различных диски имеют одинаковую частоту колебаний и различные амплитуды.

Так как узел колебаний остается неподвижным, то можем считать его заделкой вала и перейти от двухмассовой системы к двум одномассовым системам с одинаковой частотой колебаний (рис.4.2),

которую можно рассчитать по зависимости

(4.1)