книги из ГПНТБ / Ефремов Л.В. Приближенный расчет крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок учеб. пособие
.pdfЗаключение по расчету
В рабочем диапазоне частот вращения рассматриваемой оилоаож установки иа-еа перекладки зазоров в редукторе назнача ется одна запретная зова 250*305 об/мин.
Оотадъной диапазон частот вращения от 305 до 750 об/мин от запретите зон свободен.
|
§ |
22. Расчет крутильных колебаний |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
дизель-генератора |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Иоходные данные |
|
|
|
|
|||
На рио.7 приводится схема дизель-генератора |
о двигателем |
|||||||||||
6ЧН40/46 (типа |
"Пильстик"). О дизель-генераторе |
|
известии |
|
||||||||
оледуицне данные: |
г |
= |
8; |
га« |
4; |
П) = |
40 ом; |
& к 46 ом; |
|
|||
Ne = 6000 л . е . ; |
|
п и о м |
= |
500 об/мин; p t |
= 14 кГ/см2 ;с(м = dp«= |
|||||||
« 28.5 |
см; 9 0 |
= |
744 |
кГ/см.оек2 ; |
е а = |
І2.3.ІСГ1 0 |
кГ^ - см" 1 |
; |
||||
Е1М = |
0,744; |
|
= 6,78; |
Ев г - |
1,226; |
« 11,9; |
а |
- |
||||
-10000 клб/мин. Требуется рассчитать крутильные колебания.
Определение элементов эквивалентной трехмассовой системы
В соответствии о табл.2 получаем элементы эквивалентной трехмассовой системы:
^ =1=6 ; •
' EJ=*"= ОДХ - 0,5 + Е1Н= 0> • 6 - 0,5 + 0,74* = 2,644 •
\
Критерии воамохноотх отбрасывания частя валопроводе - по формулам (24)-(27):
% -і |
/ |
/ |
/ |
/ / |
80 |
=НЦкГ смсек |
|
|
|
|
|
|
|
г |
^ |
і |
3) |
Ш |
л |
|
|
|
450 |
|
|
|
|
І00 № |
300 |
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
P i o . 7 . |
|
'мим. |
а-Схема дизель-генератора; б - многомассоваж дхокретяая ся- |
|
стема; в - эквивалентная трехиассовая система; г - |
эквива |
лентная двухмассовая система; д - график напряжений |
|
|
|
L |
Д 2 3 |
Q.I&8 |
|
' |
|
|
|
|
\ * ~ |
" j f " ^ |
T J " |
я } " |
2,6^4 v |
Ь |
6,18' |
|
' |
|
|
А _ |
'< |
/ J L + — L - U |
і |
+ |
- і — ) |
=0,188 |
: |
|||
л г.а~ |
" Ё 3 3 " ^ і ? " |
і?, |
( . 2 ' г й |
6 - 1 8 |
|
М.9 |
1 |
' |
' |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
V = 0,8 + |
з.г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
= 0.8 + |
|
з, г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.18Н.9 |
|
) |
|
|
|
В рассматриваемом случае
t =0,635 |
= і Iі * =--[•-=1,59 . |
Поетому двугааооовая ожстєма составляется ЇОЛЬЖО дія рас чета Евпргхввлй і амплитуд по формула таол.2 :
і > " = ї ї 1 " + 1 ? " = дн * {ГГ = 6,18 + 41.9 = (8,68 •
= 2,6Н + <,г2б |
Н і |
= 3,V2V . |
Н.9 |
* |
6,13 |
Раоче? частот свободных колебаний
Кваимші беараэмерных чаотот свободных кодебанкі адаоуадовой формы находки по формуле (38):
W O W |
Ь*Н[\г-\,)г+ |
E |
» E |
» ( f r » ) » |
) = |
=D,s(D,((9 + 0,(88 -І№*'ЦП)Л+. |
ц |
, 6 7 |
8 г J =0,5(0,507-fl,m)=fl.066 |
||
яхх во формуле (37): |
|
|
|
|
|
А . = ^ ^ + + ) = 1 л н 1 - І - + |
|
1 5 Ж ) = 0 М * |
|
||
•s- |
|
|
|
|
|
Квадрат безразмерной частоты свободных колесами |
двух- |
||||
уяловой форэш |
|
|
|
|
|
|
= 0,5(0,301 + 0 , П 5 ) =0,244 . |
|
|
||
Значения |
Д( , определенные по формулам (38) и (37) прак |
||||
тически совпадают друг с другом. Поэтому для расчета |
напря |
||||
жений допустимо применять алементы эквивалентной двухиаооовой системы.
Частоты свободных колебаний находим по формуле (36):
N, = 10000^0,066' = г510к*о>ин;
*
Расчет резоааноных частот вращения я гарнонхчеокхх коэффициентов
Одноузловая форма колебаний в рассматриваемой системе со ответствует моторной форме колебаний дизеля о больший махо виком. Поэтому необходимо в первую очередь раоомотрвт& глав ные порядки колебанжі v > 6 • 9.
Для двуху&ловой формы колебаний, |
имеющей высокое |
значе |
||||||
неє Д г |
= |
0,241, главные порядка не опасны. В этой |
съязн |
|||||
расчет напряжений для двухузловой формы колебаний яе |
выпол |
|||||||
няется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета резонансных частот вращения по форму |
||||||||
ле (47) |
сведены в табл.13. |
|
|
Таблица 13 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
и |
= 2 5 1 0 |
|
|
|
|
|
|
|
реї |
V |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
428 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
285 |
|
|
|
|
• |
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
* |
|
|
|
• |
|
Гармонические коэффициенты определяем по формуле (51): |
||||||||
для |
v |
« 6, |
при |
— S - |
0.715 |
|
|
|
|
|
<5.5 |
+ |
|
15,5 |
+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
7 / Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
CM |
|
|
|
для |
v |
ж 9, |
при |
n |
- 0,57 |
|
|
|
p = p H B M ( _ I L _ ) a = ^ - 0,326 = ^ 5 5
Расчет резонаноных напряжений я амплитуд
Интенсивность нарастания вынужденных колебаний ж стати ческие напряжения находим по формулам (60) ж (61):
О |
а 32. |
з |
18.68 |
|
|
|
|
|
|
28,5 |
24.6S |
ЗэвффщвсЕглз данЕкнчесЕОГо усиления - зо формуле (67) °
Для |
v п |
6 . . . |
J i p e i = 17,4; |
для |
v = |
9 |
26,1. |
PesossHCHse еаиятудн я напряжения, рассчитанные по форыудаи (53) в (59), прЕводятоя в таблЛ4.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
пс з |
|
Форма |
хГ/ом2 |
|
|
|
|
об/мин |
|
|
|
|
'раз |
|
|
428 |
|
|
|
0,44 |
17,4 |
0.0065 |
|
286 |
|
|
|
0,143 |
26,1 |
0,00315 |
|
|
|
|
Расчет |
допускаемых |
напряжении |
||
Допускаете |
напряжения для коленчатых валов определяем |
||||||
по формуле (76): |
^ |
|
|
|
|||
В результате расчета для |
d « |
28.5 |
см получаем: |
||||
при |
у |
= |
6, |
|
0,860; хаааш |
274 кГ-смГ2; |
|
при |
v |
я |
9, |
|
0,57; |
t |
• 323 кГ'СМ с . |
74
а)
t0 "Є,3.0*КГ"е»''
'мин
іM94SГУ
|
fit |
t | * < » |
|
і) |
|
|
jr. |
T |
|
|
- r e p |
г) |
ш |
- — ( p |
|
|
|
|
1 / |
|
|
|
1 / |
|
|
s. |
\J |
|
|
|
' 1 |
Рио.8.
a - Схема хетхмавінноа СДУ 4 грушш; б - многомасоовая диокривая оистека; в - агвжважентяан даухмасоовая система
(моторная форма); г - график яанрявевжй в коленчатой валу
ПбФшоху f t s M f i M |
6-го аэгядк» хаходэтоя в зове (0>85* |
||
• Ї Д ) , «о деяуокаане |
яцуяквтя от « ? у я ш о к |
жоавбам*. доа-= |
|
ЙІГЇ» е ш в к я &Я»вб, ? . е , -с ' в о п |
- 274*0,5 » |
IS7 sff-en"^. |
|
їїоежадь^ два »она (0,85*1.1) |
п » и 8мр«<ашв асви а* |
||
ДОНУОМВШ, й*О<ГЖ0ХМК> црКВДТЬ Иврв КО СеШШШЯ ЯаДОВвПв 9¥ ясжв&дайЗ 5-го оергщж (кэдрзагэр, уеишвгвть Еззэфч?)*
§ S3. Расчет |
вдужшшх |
ксяебеняж дауямешшев |
C$7 |
|
||||||||
Ба рхоов нраожзтоя вх«на |
дояпкшш®2 СДУ 4 і-?вулші |
в |
||||||||||
їзвумя дайгатежяи» 6ЧН40/46О хврмйвржгсжкж |
здугаалій |
оздоз |
||||||||||
хздрявхшчмхоЗ кофтой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
І ї я р е о » ЕИВДСГС дснгакна |
N e |
~ 6S0S л „ є . |
ч?2 |
Т!ІЩМЗЇ |
||||||||
» 500 |
|
Heseesso также, |
чго |
I * 0.5; |
l t |
в |
1600 ем; |
|||||
rpefeoft |
ЙЖНТ - |
В Я , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Офедеяезяе Ерутахьноа ©хдаа |
|
|
|
|
||||||
^ « « а ^ ч м » » * в и ш |
(««о ряо=8) «одаряв? |
чоовями- |
||||||||||
esm&rasys %-$fy« Пйвтому жрутяланая схеаа увишовя |
|
|
ESM* |
|||||||||
ЙІЇІ арвдотямвва в» трех, ЕЄЗДВЮЯИВХ |
ОЇ ,^ЗУЇ« |
*чюг - |
||||||||||
хом: дкух хруяиьвж охен хпеїж к |
еднов-ежвИ;, |
е і а и щ Д |
||||||||||
аз І;ЇЙІ?Й№Г-З, зваофсвода a s ^ - a o r e srssrs, |
|
|
|
|
|
|||||||
1, |
Зхьсантя щга-'зишгої охяш дюедвй (ош. § |
22) . |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
^,=1?И =6,18 ; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
E M = E I ( ( « t t , i b V . |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- і . |
|
|
|
|
|
|
|
e n s<2,3 • « ґ % Г * , . с н ' |
|||||
Ssasseie&3BS£ яв*хве9вя««в esetout раевчюдааюеж so §ор- |
||||||||||||
т (3I)s |
|
„ |
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
С |
~ а > 1 |
- |
0j5 • Е1 ( | |
* ОД • 6 - |
W • 0,1 |
a 2 , 6 ^ . |
|
|
||||
Б. Зякиштм о к т е т |
редуктор - |
rptoset |
ш і , |
|
|
( 8 ) : |
||||||
йавект ввярввс ?р•окато вявта оярах&хкм оо fopsyxe |
|
|||||||||||
= 56 5 ЧО6 • 1,14! |
1 2 0 0 0 |
, |
= ПОООкГ |
си сек* . |
|
|||
|
( 0 . 5 - 5 0 D ) 3 |
|
|
|
|
|
|
|
" О Ї О Н Т аиерцвн реалі-ора |
В р « |
S R G |
- 7?Guu*iu' |
«см«сек; |
||||
Т'"'таг;2ссть |
валопроводе |
с-де;-(йвас".ід& |
|
і^цула |
|
|||
е - ) Л 6 . ш 5 |
4 ^ - |
= 1,46 • Ш 5 і ^ г |
= 38,2 • «Г* КГ М |
см" . |
||||
|
|
r I n , , , |
» 0,5 • 500 |
CM |
|
|||
c |
|
|
|
|||||
Определяй.; 6espa3£iepHEe |
моменты ннерцвн а. додатдявость |
|||||||
системы:
1 1 |
Є0 |
12,3 • W ' 0 |
' |
Расчет частот свободных колебания
Частоту свободных колебания коленчатого вааа дизеля (ио - тсраая форма) определяем то формуле (56):
ЧЙОТОІВ свободных колебаний системы "редуктор - гребной винт" составит:
N& = ЮОО0|Гл7 = «"100^ 0,0062= 185 лл5/«ин ;
Расчет рввованснздс чаете? вращения
|
|
|
и гармовжчасшях £о«Ф$хця«ятов |
|
|
|
|||
Дзя MusojpoS фара aonctfsssS чет^-ияув mree***** |
япед- |
||||||||
охавлаа* иесзгетгг;? йягсг/гг |
«»<*,м?,в?• •»rt?ww4| |
|
|
|
|||||
Реввиавоннв частота вредання дангатаия: от «тяж вода^*аіь |
|||||||||
1ИВХ иоаовтоа, |
оаредааашыз по формуле (47) 0 иртепдевы |
s |
|||||||
табл.15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табляца 15 |
||
|
|
Моторная форма |
Форма для евотеин |
||||||
|
|
|
|
|
"редуктор-грвояоі |
вжат" |
|||
|
IJM * |
3IS0 |
^гб/Еет" |
м. «= 785 |
глбАин |
|
|||
|
|
" p v T |
(двяг.) |
|
п р г з ( г р з и т а ) |
||||
|
6 |
|
570 |
3 |
|
262 |
|
||
|
9 |
|
|
380 |
6 |
|
131 |
|
|
Для системы "редухтор-грвоеой вжат" практячеокя ояаонииг |
|||||||||
мса=ут быть зозмущавдао моменты от гребного винтав |
норядож |
||||||||
которых |
отнсснтааьво частоты вращения гребного ванта |
pases |
|||||||
|
|
|
v = z A * 3 |
v = 2 ь . = 6 |
|
|
|
||
Из таблицы видно, что резонанс 3-го порядка |
в |
системе |
|||||||
редуктор-гребной'ЇЯНТ находятся вблизи |
п н 0 „ 1 г р е В н і |
ю т л |
) |
||||||
= 250 |
об/мак. Есаїому era колебания ДСЯННЕ бн^ь устранена вд |
||||||||
зоны |
п и ш ч |
эа |
счет некоторого увеличения |
Ng . |
|
|
|
||
Резонанс 6-го |
порядка шторной формы л „ о м = |
500 |
об/мин. |
||||||
Определи» значение гармонического коэффициента |
C v r |
для |
|||||||
v г |
G во формуле ( 5 1 ) : |
|
|
|
|
|
|||