книги из ГПНТБ / Ефремов Л.В. Приближенный расчет крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок учеб. пособие
.pdfш четырехтактного дизеля с демпфером рекомендуется опреде лить напряжения при резонансах по формуле (59) .
При оптимально настроенном демпфере можно принять:
|
J V * = V |
• |
|
Для оценки |
новой частоты |
свободных колебаний |
моторной |
формы дизеля с |
большим маховиком рекомендуется формула |
||
где тЭ1^ - относительный момент инерции демпфера, |
который |
в |
|
первом приближении равен 2. |
|
|
|
Целесообразно иметь в виду, что в |
связи с уменьшением NH |
||
установка демпфера приводит к смещению (в зоне |
номинальной |
||
частоты вращения) резонансов, которые |
находились |
выше п м |
н . |
Поэтому необходимо проверить нижние границы запретных зон от
этих резонансов по формуле (83) при новом значении |
N H |
. Бе |
||||||
ли номинальная частота вращения окажется запретной, то |
|
по |
||||||
требуется изменить |
NM |
за |
счет некоторого облегчения |
махо |
||||
вика |
или уменьшения |
vt^ |
до |
1-1,5. Еще одним эффективным |
спо |
|||
собом |
является повышение |
NM |
путем уменьшения Е |
до |
0,5 . |
|||
|
•V 17. |
Валопроводная форма колебаний |
|
|
|
|||
Для борьбы с |
колебаниями |
валопроводной формы СДУ I |
и |
2 |
||||
групп лучше всего использовать способ варьирования элемента
ми системы по |
задаваемой частоте |
свободных колебаний. |
|
. Наибольшее |
влияние на частоту |
может оказать |
изменение |
податливости валопроводе и моменте, инерции гребного винта.
Изменение момента инерции маховика здесь |
несущественно |
||
влияет на частоту свободных колебаний, по весьма ощутимо |
|||
на их амплитуды. |
|
|
|
Момент инерции маховика наиболее целесообразно |
увеличи |
||
вать с целью снижения амплитуд и напряжений для СДУ і |
группы, |
||
при условии обеспечения, допустимых амплитуд крутильних |
коле |
||
бание моторної'. Формы. |
|
|
|
Используя способ варьирования элементами системы, |
ни |
||
ранних стадиях проектирования целесообразнее |
Есего |
изменять |
|
частоту свободных колебаний за счет податливости валопроводе. При этом, если опасный резонанс находится вше 0,9п , то
правильнее уменьшить податливость валопроводе и повысить ча стоту свободных колебаний до значения, определяемого по фор муле
|
N |
= |
ULm |
. |
(W) |
|
|
|
О 98 - |
V » |
|
|
|
Возможно и другое |
решение - |
повышение податливости вало |
||||
проводе и снижение частоты свободных колебаний. |
|
|||||
Если |
Х ^ - ^ Х р е 1 -« 2,Ту, |
то частоту |
свободных |
колебаний |
||
достаточно снизить до следующего значения |
|
|||||
|
И - - |
|
|
|
. |
(85) |
|
|
Ч 05 + |
|
|
|
|
6 6 x 1 |
т раа*'~2 г )м |
л и б ° |
с Д у |
долина продолжительное время |
||
работать |
на долевых частотах вращения |
(рыболовный |
траулер), |
|||
то снижать частоту свободных колебаний необходимо до величи ни
• 7 » |
0 - З З П Г |
.- |
(86) |
|
'•ов + |
|
|
Увеличение податливости при этом достигается за счет уве личения джины валопроводе или установки упругих муфт.
Дан определения новой безразмерной податливости валопро воде по заданной частоте рекомендуется формула
Если податливость предполагается увеличить только за счет установки упругой муфты, то необходимую безразмерную по
датливость |
последней Еу, можно определить по формуле |
|
|
в г » С - « - ' , |
( 8 8 ) |
где Е т - |
безразмерная податливость части валопроводе |
без |
учета муфты. |
|
|
Тогда размерное значение податливости, по которой |
выби |
|
рается упругая муфта |
|
|
|
V s e » B s " ' - |
< 8 9 ) |
|
В случае повышения частоты свободных |
колебаний до N а |
|
за |
счет уменьшения податливости валопровода без |
изменения |
|
его |
длины, необходимо оценить увеличение |
среднего |
диаметра |
валопровода. Новое значение диаметра валопровода рассчитыва ется по формуле
М М . " - " 1 |
^7 |
\ |
(90) |
Аналогично можно рассчитать |
необходимый |
момент |
инерции |
гребного винта. Однако практически этот способ связан с ухуд шением пропульсивныхкачеств СДУ.. Поэтому изменение парамет
ров гребного |
винта не |
желательно* |
|
Одним из |
возможных |
способов уменьшения ^ й (примерно |
в |
2 раза) является применение лопастей гребного винта из стек
лопластика. Поэтому при |
необходимости |
повысить частоту t с в о |
|
бодных колебаний можно |
принять решение |
об установке |
такого |
гребного винта. Безразмерный момент инерции гребного винта с
лопастями |
из стеклопластика |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Л |
=0,5т>й |
, |
|
|
(91) |
||
|
|
в- ПА |
• |
0 |
|
|
|
|
|
Новая частота свободных колебаний определяется по основ |
|||||||||
ным формулам, |
в которые подставляется рассчитанное по |
этой |
|||||||
зависимости значение tf,_„» |
• |
|
|
|
|
|
|||
После определения желаемых частот свободных колебаний не |
|||||||||
обходимо |
выполнить расчет |
напряжений по формулам раздела |
2. |
||||||
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 18. Крутильные колебания дизель-генераторов |
|
|
|||||||
Для дизель-генераторов основную"опасность |
представляет |
||||||||
моторная |
форма |
колебаний, а для борьбы с резонансными |
коле |
||||||
баниями в основном рекомендуется устанавливать демпфер. |
|
||||||||
Кроме |
этой |
формы колебаний |
возиоана двухузловая форма с |
||||||
ослиным |
узлом |
между маховиков и ротором. Устранить |
опасное |
||||||
развитие |
этой |
формы можно либо |
за |
счет значительного |
умень |
||||
шения податливости сьяии маховика с ротороа, либо, наоборот,
путем установки упругой муфты. Податливость упругой |
муфты |
|
рассчитывается пс задание;»-, частоте N ( ( ( C M . формулы |
( 8 7 ) |
и |
( 8 8 ) ) .
Г л а в а U
ПР И М Е Р Ы
§1 9 . Раочат крутяяышх колебания СДУ I груши
|
|
Доходные данные |
|
|
|
|
||
Еа рже.4 приводятся схема установки I группы |
о двигате |
|||||||
лем 6ДКРН SQ/90, |
о хоторо! известны сдвдулцяе данные: г |
« |
6 ; |
|||||
m = . 2 ; I « 50 О*; |
S • 90 |
см; |
Ne = |
3360 э . ж . 0 . ; |
п Ч ( ( |
« |
||
ж 200 об/мин; d H |
» |
d . md |
= 3 5 , 4 ом; |
маховика іет; |
p. |
« |
||
- 14 кГ/ом^; 1и* |
- |
934 ом; |
d C |
B » 3 0 , 2 см; d r g - i |
32 ом; Т в |
- |
||
ш 340 ом; а „ • 0 , 5 . Вянт - ВРШ. материал лопаете! - |
о т а и . |
|||
Требуется расочитать крутильные колебаняя главных поряд |
||||
ков это! установи. |
|
|
|
|
Определение аіеиевтов крутильной схемы |
|
|
||
Момент янерцяя хрявошшно-аатунного механизма |
В 0 |
- во |
||
формулам ( I ) я ( 3 ) : |
|
|
|
|
6 =к'„1*$3 Ш"6 = 2,о8-502 - 9 0 1 - Ш"6 = 5250 кГ |
- ь м - е в к 1 : |
|||
K > K 0 = D,V3 • 8 , 8 5 ( - ^ - ) V = D A 3 • 8,85 ( - ^ ) * = |
2,88 . |
|||
Податливость холена вала - |
во формуле ( 2 ) : |
|
|
|
Момент инерция матомта |
Вм |
я податливость e J H |
пряви |
|
щаг« равными нулю, зек как маховик отсутствует. |
|
|
||
Податливость вадощктоха |
- |
по формуле ( I I ) : |
|
|
№
Ф
ft» 8288 *f
t t 1 і |
* |
t 4 4 |
Рао.4:
а - схема СДУ У группы; о - иаогомасосвая діоітогная овотема; в - «внваяеатяая двухиаоосааа ояотзма (ва ліосроводная форма); г - графах ваврвженяй
Момент кнервда гребного винта - по формуле ( 7 ) :
0r, = 2 8 ^ n " 8 K i a K n e p 5 s a 6 U B O ) =
= 28 •ГО""• ^,\06 • 0,01П85 • 3405 • 0,5 • 3,5 = 2V5QQ кГ см • СЕК* ;
"в |
|
J |
В.П0185 |
|
|
|
|
||
Составление мнетомасоовой крутильной схемы |
|
|
|||||||
Податливость среднего участка коленчатого вала |
2 е „ . |
То |
|||||||
гда ясяошя многсиассовая дискретная система будет |
ооотоять |
||||||||
из ояедувдах |
|
элементов см. формулу ( 2 0 ) |
: |
|
|
||||
8Ч = 8 а = • • • = В 4 = Вв |
= Во = 5250 кГ |
см-сек* ; |
|
|
|||||
еЛ 1 =2е„=Н2,6Ч0 |
кГ |
см |
|
; |
|
|
|
||
- . . . |
„ г о - , . ' " " - - - - 1 |
- • |
|
, |
|
|
|
||
8 7 = 8 |
г |
в = 2V500 к Г |
си-сек |
. |
|
|
|
||
Постоянные системи: В |
ж 5250 жГ-см^оек2; |
|
е » |
||||||
= б . З . І О " 1 0 |
к Г 1 - » - 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
С их помощью, а также используя форыулн ( 2 1 ) ж (22) |
пе |
||||||||
реходим к безразмерной системе: |
|
|
|
|
|
|
|||
^ |
В, |
_ 2V500 |
= 4.68 |
|
6 П |
5250 |
|
Постоянная цилиндра иаїодітся |
по формуле (23): |
||
|
|
і |
|
а = 9,55 |
, |
|
г = 5250клВ/мин . |
|
5250-8.3 |
|
|
Составление жквоадотно* двухмаооової системы
Элемента вкшмлвнтой двухмасосто! оаотоиш - по формулам (28) I (29):
= 0 > б + 0.2 +2« . 6= 23,8 ;
Расчет частот свободных колеошві
Квадрате оотраамрвях частот: .
дяк валощюаодно! форма колебаний (що формуле (37) J :
дай моторной фермы колвбаняЗ |
a s gojssyse (43) |
Частоте евсоодакк колебании - |
по формуле (38): |
дяа валопроводной форм»: |
х |
N s atf&] - 5 250 у 0,0159 '=662 клВ/мин ;
для моторной формы:
N„ = a~tflTf =5250.^0,499 = 2340 KAB/MUH .
Расчет резонансных чаотот вращения
|
к гармонических коэффициентов |
|
|
В |
соответствия с указаниями § і з наиболее опаонши |
воз» |
|
мудеоиши моментами для валопроводной формы колебаний |
явля- |
||
ютоя возыущахщие моменты главных порядков v = i = 6 |
и v=2z=(2„ |
||
Для моторной формы колебаний главные порядки, |
а также |
||
12 |
практической опасности не представляют. |
|
|
В данном случае в рабочий диапазон частот вращения могут |
|||
понаоть порядки |
|
|
|
Таким образом, для рассматриваемой уотановкк |
практиче |
||
скую опасность имеет только колебания главного порядка вадо-
праводной формы |
v « 6, так как резонанс |
v - |
12 находится |
|
значительно шве |
n . W H . |
|
|
|
|
Опрвделанное по формула ( 4 7 ) значение |
п р е а приводится |
||
в |
табл.5, |
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
Порядок |
|
|
|
|
в |
п о |
|
|
|
в • • |
|
• в • |
|
|
Гармонический коэффициент для v в 6 ; |
spx |
п |
|
-а |
ПО об/маа расочвтвваш so формуле (52): |
|
||
тогда (см» формулу (51)) г
Расчет амплитуд в нааряхенвн
Иатенешиссть нарастания вынувденнш. колебания и стата- ческна' напряженая находам по формулам (60) я ( 6 1 ) :
= 45 • Ю-- |
• 6 |
• ( |
6 |
)*= «.36 • <0"5 рад ; |
г= 2 t „ a
„ „ „ „ „ „ 50г |
• BD |
Кб» |
~ |
„о ч |
г / І |
= 2 • 0Л~2 • 6 • |
|
163 V 6 |
= 2 8 , г к Г / с я ; |
||
Ke =(e„TJ*S- i o V = ( e , 3 - Ю""- 50* • 30 • Ю * ) " ' в П Л
Коэффициент дхвамвчеокото усиления - по формуле (67):
£ p e S = 2 . 9 v = 2 9 - 6 П1,4 .
Лаплатуду перлов массы сжотемн А, |
і нацрняеиве в грео- |
ном валу опредажямм по формулам (58) |
ж ( 5 9 ) : |
Расчет допускаемых напрягата в запретной зови
Допускаемые яаарямеитш для гребного гада рассчитываем по Формуле (76):
т = w o - <гУТ - (зо |
- |
= V50 - « г / з г - по |
= з г о к Г / с м г . |
Поскольку
^ = г - 320 ~ т И і = « о » зго = х ? о н ,
to ш заяв pesoaaaea &-іч> лс$яджа нэо&оджшо назначен, sanpвг нув зову см. формулу (78) :
Закявченже по расчету
В. рабочем диапазоне часто? жрщенмя рассматриваемой уста новки a s-ea хохебаяаі 6-го порядка валопрозодвої форма необ ходимо назначать запретную зову
|
|
|
|
П5 |
= 40Q т- <2Q ВЙ/иин . |
|
|
|
|
Оотшьвне частоти врацення от 70 до 200 об/мкн от |
за- |
||||||||
дрвяшх SOB ожооодвн. Мерооржятві ждя борьб» о |
крутахьвшЕЯ |
||||||||
холебанжянж в рассматриваемой уотавовке предусматржвать |
не |
||||||||
нужво. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 20. Раочет крутильних хохебавай СДУ 2 грушш |
|
|||||||
|
|
|
|
|
Походные даване |
|
|
|
|
|
На рис ,5 арвводжтоя схема установи 2 грушш о |
двигате |
|||||||
лем 8ЧН32/48, |
6 жотерої аявеотіш вледувдие данные: |
г |
- 8; |
||||||
т в |
4 } |
J • |
32; |
3 » |
46; Ne - |
ZQ00 л . о . ; п . и « |
375 ой/ижни |
||
d„ » |
d p |
ш 21 a s ; |
§-s » |
1/90; |
р І, - 10 вГ/сжг; |
L M & |
• 600 см. |
||
Поранж дизеля -> as чугуна 0
Овредвжеяжв мемввтоа крутжльжої схемы
Момент инерции RBf опрадалжетоя жо формуле ( І ) :
8 E = K/D*S V 8 = «,1 • 32і - КЬ • id'6 = (90 кГ • см • ьек г ;