книги из ГПНТБ / Куинджи А.А. Автоматическое уравновешивание роторов быстроходных машин

длине наружный диаметр, то диски могут быть установлены на любом расстоянии от опор.

Для изучения влияния различных законов распределения не­ уравновешенности в дисках предусмотрены резьбовые отверстия, в которые можно устанавливать грузы по любому заданному закону. Подшипники ротора крепятся в жестких опорах обычной

нейном или угловом направлении на единицу перемещения; при этом имеет место вращение силового фактора с плоскостью, со­

жесткости системы в последнем сечении, строят кривые динами­ ческих жесткостей системы в зависимости от Q. Точки пересе­ чения кривых с осыо'Й (динамическая жесткость равна нулю) дают собственные частоты колебаний системы либо при попереч­

его радиус, так как для тонких дисков полярный момент ннер-

110

ции в два раза выше экваториального. Тонким диском можно считать такой диск, у которого отношение — < 0 ,5 .

Динамические жесткости в сечении 2—2 (рис. 83, а). Если система начинается жесткой шарнирной опорой, за которой сле­ дует упругий стержень и диск, то моменты и сила динамической жесткости за диском вычисляются по формулам:

111

Динамические жесткости в сечении 3'—3'. При переходе от сечения 2—2 к сечению 3'—3' между сечениями заключена часть упругого вала.

Рис. 83. Расчетная схема ротора и результаты расчета его собственных частот:

В этом случае выражения для подсчета динамических жест­ костей в сечении 3'—3' будут иметь следующий вид:

Динамические жесткости в сечении 3—3. При переходе от се­ чения 3'—3' к сечению 3—3 между участками заключен диск.

Формулы для расчета динамических жесткостей в этом слу­ чае имеют следующий вид:

\ ^экв

] 12

Динамические жесткости в сечении 4'—4'. Так как переход к сечению 4'—4' осуществляется через участок, содержащий упру­ гий вал, для подсчета динамических жесткостей в этом сечении воспользуемся известными соотношениями:

Динамические жесткости в сечении 4—4. Формулы для под­ счета динамических жесткостей в сечении 4—4 при переходе че-~ рез участок, содержащий диск:

Динамические жесткости в сечении 5'—5'. Переход через уча­ сток, содержащий упругий вал, производится по следующим формулам:

Значения динамических жесткостей в сечении 5—5 за опорой подсчитываются следующим образом.

ИЗ

связан с валом ротора при помощи гибкой муфты, допускающей свободу поперечных перемещений ротора.

Одним из наиболее простых и распространенных методов регулирования скорости электродвигателя, который применяется и на данном стенде, является использование электромашинного усилителя (ЭМУ) в качестве усилителя электрической мощно­ сти (рис. 84).

Рис. 84. Схема регулятора скорости электродвигателя привода:

ЭМ У—электромашниныи усилитель; И Д —исполнительный двигатель; ОУ —обмотка усиления; П Д —приводной двигатель; Н—нагрузка; OB —обмотка возбуждения

Принцип работы схемы состоит в следующем. Как известно, электромашинный усилитель является генератором постоянного тока с большим коэффициентом усиления по мощности. Собст­ венно ЭМ У вращается от приводного двигателя (трехфазного

114

или постоянного тока) с постоянной скоростью. Поток Фу, наво­ димый током /у в обмотке управления (ОУ), усиливается снача­ ла в поперечном (q—q), затем в продольном (d—d) направле­ ниях и, в конечном счете, наводит з.д. с. Е, которая является рабочей э.д.с. для исполнительного двигателя (И Д ), непосредст­ венно связанного с нагрузкой. Изменения скорости вращения ИД достигается изменением тока /у в обмотке управления ЭМ У с помощью потенциометра.

г и д р а в л и ч е с к а я с и с т е м а с т е н д а

Д Л Я У П Р А В Л Е Н И Я У СТ Р О Й СТ В А М И П Р И Н У Д И Т Е Л Ь Н О Г О Ц Е Н Т Р И Р О В А Н И Я

Как известно, гидравлические механизмы представляют со­ бой системы, передающие работу на расстояние при помощи малосжпмаемой жидкости, находящейся под давлением. Эти си­ стемы состоят, в основном, из следующих трех частей:

—генератора давления или насоса, получающего энергию от внешнего источника (теплового или электрического двигателя) и сообщающего ее жидкости;

—приемника (мотора или силового цилиндра), получающе­

го энергию от жидкости и отдающего ее внешней среде;

— механизмов связи между насосом и приемником, состоя­ щих, главным образом, из трубопроводов и клапанов, основное назначение которых направлять жидкость под давлением к приемнику и регулировать работу последнего.

Гидравлические устройства обеспечивают сравнительно лег­ кую возможность бесступенчатого регулирования скоростей в широком диапазоне, охватывающем не только наладку, но и ре­ гулирование режима работы машин в процессе проведения тех­ нологической операции, т. е. создают условия для автоматиче­ ского управления режимом технологической операции по резуль­ татам активного контроля или по заранее разработанной программе. Обладая большой степенью редукции, гидравличес­ кие устройства дают возможность выполнить еще одно важное условие: при сравнительно небольшой мощности привода получить большие усилия на ведомом звене исполнительного механизма.

Исполнительные механизмы должны обладать приемисто­ стью, т. е. быстротой срабатывания устройств для усиления командного импульса. В большинстве случаев командным им­ пульсом является перемещение какой-либо детали устройства под воздействием незначительных усилий, т. е. механическая энергия. Время усиления энергетического потока от командного импульса до работы исполнительного механизма является ре­ шающим условием быстроты действия механизма управления машиной и определяет выбор той или иной принципиальной схемы устройства.

115

Время разгона гидравлических устройств в несколько раз меньше по сравнению с электрическими. Это объясняется, в пер­ вую очередь, напряженностью поля. К тому же при одной и той же мощности вес гидросистемы меньше (15—20% от электро­ агрегатов) .

Гидравлические системы обладают мехнпческой жесткостью по отношению к нагрузке.

Быстрота реагирования на командный импульс, обеспечива­ емая применением гидравлических систем, почти недостижима при других способах передачи сигналов.

Иногда добиваются быстроты и точности реагирования в дру­ гих системах, но техническое решение при этом может быть сложным, ненадежным п дорогим. К преимуществам гидравли­ ческих систем можно отнести и невзыскательность к условиям работы, легкость переналадки, износоустойчивость, удобство сов­ мещения с устройствами, построенными на совершенно иных принципах работы.

Кроме того, поток жидкости, в отличие от электрического по­ ля, уносит тепло, выделяемое в результате потерь энергии. Это дает возможность значительно уменьшать размеры или увели­ чивать мощность на единицу объема элемента.

К недостаткам гидравлических систем управления можно отнести следующие.

1. Изменение вязкости жидкости с изменением температуры делает невозможным сохранение постоянства передаточного от­ ношения.

2.Снижается к.п.д. системы за счет утечек рабочего тела че­ рез неплотности в соединениях.

3.Сопряженные детали должны быть изготовлены с высокой точностью.

Гидравлическая система стенда предназначена для дистан­ ционного управления устройствами принудительного центриро­ вания.

Гидравлическая система стенда состоит из следующих эле­ ментов.

1. Источник гидравлической энергии — станция командного давления, которая должна обеспечивать систему определенным давлением при заданном расходе.

2.Устройство, позволяющее передать командное давление на вращающийся ротор — распределитель.

3.Необходимые гидравлические коммуникации на статоре и роторе.

4.Исполнительный механизм — устройства принудительного центрирования.

Станция командного давления, схема и внешний вид которой показаны на рис. 85, представляет собой источник гидравличе­ ской энергии замкнутого типа тела.

116

рез фильтр, разветвляется на четыре линии: одна идет на демп­

Рис. 85. Станция командного давления:

а—общиП вид; б—схема станции; /—бак; 2—кран слнвнон; «3—фильтр; 4—насос; 5—ма­ нометр; 6, 7, в—-краны; 9—редукционный клапан; 10—штуцер вывода командного давле­ ния; 11, 12—сигнальные лампы; /<3—штепсельный разъем; 14—демпфер; 15—»тумблер

го давления к исполнительным механизмам. На пульт станции

командного давления. Кроме того, на пульте смонтировано уст­

ной головкой, к которой подведены магистрали сброса команд­ ного давления, идущие от механизмов принудительного центри­ рования. В статоре имеются ответные кольцевые каналы 6, к которым через сверления 7 подведена неподвижная часть ма­ гистралей сброса, связанная с системой управления.

117

Канавка 8 на роторе служит для подачи к устройству прину­ дительного центрирования командного давления, которое подво­ дится через сверления 9 на статоре. Для уменьшения утечек в

Рис. 86. Распределитель:

РАСЧЕТ УТЕЧЕК В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕ

Ротор распределителя, вращающийся в статоре, можно рас­ сматривать как цапфу, вращающуюся в подшипнике скольже­ ния. Поэтому для определения утечек из торцев распределителя можно воспользоваться эмпирическими соотношениями, полу­ ченными для подшипников скольжения.

П. И. Орлов [93] дает такое выражение для определения утечек;

s — диаметральный зазор в мм;

ц — абсолютная (динамическая) вязкость в сП;

п— частота вращения в об/мин;

р— среднее удельное давление от веса ротора в кгс/см2;

ре — давление масла на входе при принудительной подаче в кгс/см2.

118