книги из ГПНТБ / Ефремов Л.В. Приближенный расчет крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок учеб. пособие
.pdfJS CS
$ |
і і t і |
-t 4 4 4 а, 7 |
f - |
- т |
|
||||
|
|
|||
т < |
і З 4 |
і S : |
|
|
|
|
|
|
/ |
1
шииш.
SQO |
350 п <% |
і
і
і
и г |
Й ї і І і , ? |
; |
С |
І ^ ^ Н . 2 группи^б - ииогсшаосовая система; в - эквнвадентяая |
трвлмасоо- |
м я |
сястема; |
г |
- |
еквівалентная двухмасоовая система (валопроводная сЬоашТ- л - |
йквшшлвнї- |
ж - градах напряжения после принятия мер по борьбе с крутильнаш колебанвяш
Податдявооть колена вале - по формуле ( 2 ) :
|
|
|
-5 ТІ |
-5 49 |
|
|
"8 |
-1 -І |
|
|
|
|
е-аг-flj |
~ г - = г - ш |
- 3 L = D , 3 3 |
4 D |
«г а» . |
|
|||
|
Податлквоста участка неаду маховнкоьг z лоследнии холеном |
|||||||||
находим по формуле (15) : |
|
-8 |
|
8 |
( |
|
||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
и 1 и = и е 0 = П , З Б 2 - ю |
кГ" см" . |
|
||||
|
Момент инершш маховика - |
но формул® ( 6 ) : |
|
|||||||
|
|
|
Н м = |
|
|
|
г 8 о |
= |
|
|
Здесь |
|
b |
• Ж " |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
J L .ъ = - f . . 8 = *, |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
m |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ( s> - 4){ 0> з + о,гіе« |
• «о) ~ |
= 1,5 ; |
|
||||
|
|
|
'" |
3D0B |
5QDQ |
|
|
1 |
|
|
|
Общая податливость валопроводе |
без упругих муфт |
рассчи |
|||||||
тывается |
по формулам ( ї ї ) и ( І З ) ; |
|
|
|
|
|||||
е |
н » |
- ( ( 2 |
6 • ffl"s |
- Ь ь - = « б " flfs JSS- |
- |
<,,іг • Ш'8 кГ'еи"' |
; |
|||
|
' |
|
с!ц |
|
20ц |
|
|
|
|
|
Мсамит шерпи гребного вннта фьюяроаавного шага ощ>*- дашем по формул* ( 8 ) :
= 5Б.5 • 40Б • < Ш П . = Щ-Н1 кГ • см • сек* .
Соетевяекхе нрутжльноя охеми многомаооової оистемн
Согжаоно завжошоотлк (20) |
|
|
|
||
В| = 8 г = . . . = B , = 9 e = 8 Q = |
Ш кГ 'сн-сек* ; |
||||
V s |
4 , = • • • =е,,в =Б0 =о,ззча"'0 кГ -«.ви *; |
||||
В% = ВИ = 0,365 - 40 |
кГ |
. |
см" |
; |
|
|
• П**іі |
г. 1' |
|
||
В 8 9 =е 1 И =Ю'»0 кГ |
сн-сек* |
; |
|||
B e |
= B r , = V , « • «Г 8 |
кГ *' см- '. |
|||
Постовим системы: |
|
|
|
|
|
|
8, = (3D кГ |
• сн • сек1 |
; |
||
|
ев =о,зз- |
кГ |
см-' . |
||
С помощи) зависимоетеж (21) |
ж (22) |
перехожим к беираж- |
|||
мернон охотеме (вн. рже.5,б):
Поотоянная цижжвдра |
см. формулу (23) : |
а =9,55 |
- илго-.В/иы . |
| |
D.33 • «о** • т |
Состаамнм ежвивахентвож трехмасоовоі овстемы
Б соответотвм» о табх.І получаем «лементи яхвюахевтяой трехмасоовоі олстемн:
=г =8 ;
Е " = Е ^ = 0Лг-0,5 • Е Ю 1 * в > - 8 - D,5 + t,l = 5,8 ;
Кржт-ержж возможности отбрасывания части валопроводе оп ределяем по формулам (24) - (27):
Аза. =- _ L _ / _ 1
f.t І 2
V =0,8+ |
. „ З ' г |
та |
=0,8 + |
^ |
=0,95 |
|
u < |
" з |
|
|
|
t = 3,<V * . а - V = 0,95 . |
|
|
|
|
|
Составление эквивалентно* двухмаосовой системы
Поскольку t =- V , то элементы эквивалентных двухмасооввх октем рассчитываем:
' для валопроводаов форы» (см. формулу (28))
i Sf Ц 6 = г Я = 8 + 23,1 =з<л ; |
C = V 5 ' 6 ; |
для моторной Форш (см. формулу (31$
„ г . ' 3 - З Г ,
Расчет частот свободных колебаний
Квадрата безрэжогеннх: частот определяет со формуле (39) для валопроводкой фораы
Д» = ^ J ^ - p r l ТГЇ2 + "ЗТГ/ =
для моторной формы
д * = Д * = д " г = о , о п .
Частоты свободных колебаний находим по формуле (26): ддя валоцэоводной формы
N = Ш50"і/д7 = )2050У0,О<3"» '=№10 кл5/мин j ддя моторной формы
Расчет резонансных чаотот вращения я гармоническнх коэффициентов
Согласно указаниям раздела дія СДУ 2 группы необходимо в нервую очередь учитывать главные порядка v=Q,5z.; z ; ),5z; г г
И Т*До
В данном случае v = 4; 85 12; 16 . . .
Результаты расчета резонансных чаотот зращення по форму ле (47) сводом в тайл.бо
|
|
|
|
Таблица 6 |
Валопроводная форка |
Моторная форш |
|||
V |
п - |
Ш - об/мин |
V |
n = 2§§Q об/мин |
4 |
|
350 |
8 |
316 |
8 |
• |
175 |
12 |
212 |
12 |
|
I I 7 . 5 |
16 |
153 |
Гармонические коэффициенты для порядков колебания, |
р е |
||||||
зонансные частоты которых попала в рабочий диапазон |
частот |
||||||
вращения, |
рассчитываем по |
формулам |
(50) и ( 5 1 ) . |
|
|||
Для |
v - |
4, нри -£—-=-4!^ =0,933 |
(валопроводная форма) |
||||
|
|
|
ИОН |
3 , э |
|
|
|
|
р . ь п М Й ( - ^ ь - ) г |
= т.-о,93эг |
= а,85кГ |
/смг . |
|
||
|
t r L |
"•ном |
|
|
|
|
|
|
С„ = С% = ( 5 > - v ) ^ 0 , « + 0r 0645pt ) = |
|
|
||||
|
= ( 5> - |
)(G,« + О.Об^ • 8 • 85 ) = |
ifi |
|
|||
Для |
v = |
8, |
нрв -^-=-Щ-=0Аб5 |
(валопроводная форма) |
|||
с - г - п г < 5 , ? * P l |
J L |
15,5 » 2 , П , J L . G D ) 7 . |
|
54 |
• |
Для v т 8, яри — - = -^|r-=D,8V |
(моторная форма) |
Для v • 12, пря -!г^ = -тпг - 0,561 (моторная форма)
ней |
3*3 |
|
С _ Q = І і 5 |
15.5 + Р; |
t |
ц . . |
' f . , - |
Расчет амллятуд в напряжений
Интенсивность нарастания вынужденных колебания я напря жения для валовроводноа формы рассчитываем по формулам (63) я (64):
к е = ( е 0 В г 5 • « * ) " ' * ( 0 , 3 3 <0"ю -32г - 48 40*)"'«uJK ;
т. -»с г 2 І ^ - |
- г ?-я з»-*-Ц |
5.6 |
г |
Интенсивность нараствнжя вынужденных колебании я надражеяжя для моторной формы определяется по формулам (65) я (66):
Ф = 8 • Ш" С„г |
1 |
) = |
|
е |
а |
|
|
= c v - 8 . , o - s . 8 - M - . { ^ = 2 2 , 3 4 0 - 4 v
т |
- 9 Г. ч Д Ї & |
Д*» |
Коэффициенты данемического усилении:
дхс вадопровсдао! формы ксаббавжя (см, формулу (67)
ждя моторної формы колебания (ом. формулу (68)
ре»= з , а ( г г л - « ) " * ) " * с / * |
= П , 5 С „ ' * |
|
|
|||
Воподьвуя рассчитанные выше гармонмчеокже |
, коэффициенты |
|||||
ж коэффициенты динамичеокого усиления |
£ ? е л . |
водойм резс- |
||||
нансиве амплитуды и напряжения по табд.7. |
Таблица 7 |
|||||
|
|
|
|
|
||
об/мин |
Форма |
V |
C v |
£pes |
А,, |
|
|
Р&А 1Г/си2 |
|||||
|
|
|
|
|||
350 |
I |
4 |
1.4 |
11,6 |
0,0032 |
278 |
316 |
П |
8 |
0,214 |
24,6 |
0,0119 |
334 |
212 |
П |
12 |
0,0645 |
35 |
0,0051, |
> 145 |
175 |
I |
8 |
0.17 |
23,2 |
0,0008 |
66 |
Кроме резонансных колебаний в СД7 2 грушш о четнрехтажт- ннми восьмицилиндровыми дизелями воаможао развитие ояльнвх яавужденных окодорезонанспнх колебаний двухуэловож формы 4-го
порядка.
Рассчитываем амплитуды и напряжения от этих колебавяй |
|
|||||
црн п = |
375 об/мт я |
,п р е э = 316 |
об/мин. |
|
|
|
Ф с = 22,3 4D"*-CV = 22,3 -ій'4- |
ijt = 0,003тЗ раа. ; |
|
|
|||
г |
с т = 6 3 - С у = в з |
' <А = 88,6 кгс/снг . |
|
|
|
|
Коїффвднентя динамического усяяеная, |
рассчитанные |
|
по |
|||
фореле |
(69)» приведены в табд<,8. В той |
же таблице даны |
ре |
|||
зультаты расчета напряжений в коленчатом |
валу и амплитуд |
от |
||||
вынужденных колебаний |
4-го порядка. |
|
Таблица 8 |
|||
|
|
|
|
|||
п |
п рез |
n |
|
А,, |
|
|
V * |
|
рад |
кГ/см2 |
|||
|
|
|
||||
375 |
633 |
0,593 |
1,54 |
0,0048 |
137 |
|
316 |
633 |
0.501 |
1,43 |
0,0042 |
115 |
|
Расчет допускаемых напряжений и мшретных зон
Допускавше напряжения для гребного и коленчатого валов, рассчитанные по формуле ( 7 6 ) t приводятся в табл,9„ В той же табдаце даны значения резонансних напряжений.
. Таблица 9
V |
|
Участок |
d |
г 3« п |
2 |
V |
|
|
и форма |
п «ои |
|
|
|||||
системы |
см |
кГ/ом2 |
|
|
||||
ч |
0,939 |
Гребной |
|
|
|
|
|
|
|
зал |
20 |
284 |
142 |
' |
278 |
||
|
|
|||||||
% |
0,842 |
Коленчатый |
21 |
295 |
|
|
|
334 |
вал |
|
|
|
|||||
12и |
|
Коленчатый |
|
|
|
|
|
|
0,567 |
вал |
21 |
331 |
|
|
|
145 |
|
|
|
|
|
|||||
8 1 |
0,465 |
Гребной |
20 |
344 |
- |
' |
|
66 |
вал |
|
|||||||
|
|
Заключение по |
расчету |
|
|
|
|
|
Иэ табл.9 виднос что в районе |
(0,85+1.0)и „„„ |
находится |
||||||
сильный резонанс 4-го порядка одноузловой формы, |
напряжения |
|||||||
от которого |
превышают |
= |
142 кГ/см 2 . Наличие |
за- |
||||
претной вош в районе (0,854-1,1) п н не допускается. По этой нржчЕне уотаиовка являемся яеработоопооооноЗ я поэтому
долана быть приняты меры по устранению запретной эонн0 Весь
ма близок х |
зоне |
|
Q,aS'n.W H я резонанс 8-го |
порядка |
сдао- |
||||||||
узлозой' форщ о Желательно ирашятъ меры для згаяеняв етах |
во» |
||||||||||||
явбанкм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учщгывая необходимость изиакеетя силовой установу* |
|
в |
|||||||||||
расчете инрнкы эацретной зоад пражтячеоко! |
|
необходимости |
|||||||||||
не?. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разработка мероприятий по уменьшению |
|
|
|
||||||||
|
|
напряжений от крутильных колебаний |
|
|
|
||||||||
Учитывая то, |
что опасный резонанс 4-го |
порядка практиче |
|||||||||||
ски совпадает с |
п н о м , |
для его устранения из зоны • |
(0,85+ |
||||||||||
•1,1) |
|
применим способ варьирования элементами дискрет |
|||||||||||
ной системы за счет повышения частоты свободных |
колебаний |
||||||||||||
одноуЗЛОБОЙ формы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Необходимую для этой целя величину |
Ht~ |
определим |
по |
||||||||||
формуле (84) |
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M e _ |
v , r |
> " ° " |
|
= |
|
|
•5 7 5 |
|
=ППиклБ/нин . |
||||
|
0,98 - |
'''Pes |
— |
n по |
- |
280 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 V |
|
Q,98 |
5 - 4 |
442 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
V |
^ |
|
|
|
|
|
|
||||
Далее находим необходимое значение податливости валопро воде по формуле (87)
= ( _ J M ! _ ) " f ( ^ . + |
_ І п у 8 - 0 . 5 Ч і ) - ї Ь - = 9 М . |
|
* Ш ! 5 0 ь ' v і ' Л |
5,6 ' 1 ' |
' |
Не изменяя длину водопровода, полученное значение Б
можно достигнуть путем увеличения диаметра валопровода, Тогда, ооглаояо формуле (90)