DE535460C

DE535460C - Device for vibration damping rod-shaped bodies, in particular steam turbine blades

Info

Publication number: DE535460C
Application number: DE1930535460D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-07-05
Filing date: 1930-07-03
Publication date: 1931-10-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung stabförmiger Körper, z. B. solcher, die an einem Ende starr befestigt und an ihrem anderen S Ende schädlichen Schwingungen ausgesetzt sind. So kann z. B. die Erfindung bei Turbinenschaufeln und Flugzeugpropellern Anwendung finden, da diese einseitig befestigten Umlaufkörper starken Schwingungen ausgesetzt sind, die z. B. durch ungleiche Verteilung der Belastung durch Achsenschub oder unausgeglichene Kräfte hervorgerufen werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Körper beschränkt. Die dauernden Schwingungen führen infolge Ermüdungserscheinungen des Baustoffes häufig zum Bruch der betreffenden Körper und können infolgedessen schwere Schäden zur Folge haben.The invention relates to a device for damping vibrations in rod-shaped form Body, e.g. B. those that are rigidly attached at one end and exposed to harmful vibrations at the other S end are. So z. B. the invention in turbine blades and aircraft propellers application find, since these recirculating bodies attached on one side are exposed to strong vibrations are that z. B. due to uneven distribution of the load due to axial thrust or unbalanced Forces are evoked. However, the invention is not limited to these bodies. The constant vibrations often lead to breakage of the building material as a result of signs of fatigue Body and can result in severe damage as a result.

Man hat nun bei Laufschaufelung von Kreiselmaschinen vorgeschlagen, mindestens zwei über den ganzen Umfang abwechselnde Schaufelformen verschiedener Eigenschwingungszahlen zu verwenden, die, einzeln oder gruppenweise zusammengefaßt, sich durch Vermittlung von Kopfringen gegenseitig so beeinflussen, daß sie sich in ihren. Eigenschwingungen stören.It has now been proposed at least for rotor blades for centrifugal machines two over the entire circumference alternating blade shapes with different natural frequencies to use which, individually or in groups, can be obtained through mediation of head rings influence each other in such a way that they fit into their. Natural vibrations disturb.

Nach der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß die betreffenden stabförmigen Körper mit einem Hohlraum versehen sind, in den ein am Fußende starr gelagerter und von 'einer viskosen Flüssigkeit umgebener Dorn von höherer Eigenschwingungszahl als der zu schützende Körper hineinragt. . Die in dem Hohlraum vorgesehene viskose Flüssigkeit bewegt sich bei auftretenden Schwingungen des Doms von einer Seite auf die andere, wodurch die Schwingungsamplitude des betreffenden stabförmigen Körpers, ζ. B. in der Turbinenschaufel, wirksam gedämpft wird. Außerdem werden hierdurch unzulässige hohe Schwingungen des Körpers, welche senkrecht zur Achse des kleinsten Trägheitsmoments wirken, sicher unterdrückt.According to the invention, this purpose is achieved in that the rod-shaped in question Body are provided with a cavity in which a rigidly mounted at the foot end and of 'a viscous liquid Surrounded mandrel with a higher natural frequency than the body to be protected protrudes. . The viscous liquid provided in the cavity moves when it occurs Oscillations of the dome from one side to the other, reducing the oscillation amplitude of the rod-shaped body concerned, ζ. B. in the turbine blade, effective is dampened. In addition, this causes inadmissible high vibrations of the body, which act perpendicular to the axis of the smallest moment of inertia, safely suppressed.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Hierin zeigen Abb. 1 eine Seitenansicht 'eines Turbinenlaufradteils mit teilweise geschnittener Laufschaufel, Abb. 2 eine Vorderansicht einer teilweise geschnitteinen Laufschaufel, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 2 und Abb. 4 einen Grundriß eines Flugzeugpropellers, teilweise im Schnitt.The subject matter of the invention is illustrated in the drawing in two exemplary embodiments. 1 shows a side view of a turbine runner part with a partially sectioned rotor blade, Fig. 2 shows a front view of a partially sectioned rotor blade, Fig. 3 shows a section along the line AB in Fig. 2 and Fig. 4 shows a plan view of an aircraft propeller, partially in section .

In den Abb. 1 bis 3 bezeichnen α die Laufschaufehl 'eines Turbinenrades, die in bekannter Weise an dem Radkranz b befestigt sind. Die Laufschaufeln« sind erfindungsgemäß mit einem Hohlräume versehen, in den ein bolzenartiger, am Fußende starr ge-In Figs. 1 to 3, α denote the rotor blades' of a turbine wheel, which are attached to the wheel rim b in a known manner. According to the invention, the rotor blades are provided with a hollow space into which a bolt-like, rigidly attached at the foot end

lagerter Ooxnd hineinragt. Der Dom.d besitzt eine höhere Eigenschwingungszahl als die zugehörige Schaufel. Zur Verringerung seiner Masse ist _ er zweckmäßig an seinem in den Hohlräume der Schaufel hineinragenden Teil verjüngt. Hierdurch wird seine Eigenschwingung erhöht und ein Raum für die Aufnahme einer Flüssigkeit, z. B. Quecksilber oder Öl von geeigneter Viskosität, geschaffen. Anstored Ooxnd protrudes into it. The Dom.d has a higher natural frequency than the associated blade. To reduce its mass, it is expediently tapered at its part protruding into the cavities of the blade. As a result, its natural oscillation is increased and a space for receiving a liquid, for. B. mercury or oil of suitable viscosity created. At

to seinem Fuße ist der Dorn d dicht in den Schaufelfuß eingepreßt und eingetrieben. Die in dem Hohlräume vorgesehene viskose Flüssigkeit bewegt sich bei auftretenden Schwingungen von 'einer Seite auf die andere, wodurch, eine wirksame Dämpfung verursacht wird.At its base, the mandrel d is pressed tightly into the blade base and driven into it. The viscous liquid provided in the hollow space moves from one side to the other when vibrations occur, which causes effective damping.

Das äußere Ende des Dornst kann, wie in den Abb. ι bis 3 dargestellt ist, verstärkt und hohl ausgebildet sein, um die wirksame Oberfläche des Dorns zu vergrößern, ohne dessen Gewicht zu erhöhen. Die Verdickung des Bolzenendes setzt dem Fließen der Flüssigkeit von 'einer Seite zur anderen einen erhöhten Widerstand entgegen und dämpft die Amplitude der Schwingungen der Schaufeln, so daß unzulässige hohe Schwingungen der letzteren, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse des kleinsten Trägheitsmoments, also senkrecht zur Schaufelsehne wirken, unterdrückt werden. Diese mit einem inneren Dorn versehenen Hohlräume können anstatt auf allen auch auf einer bestimmten Anzahl ausgewählter Schaufeln vorgesehen sein, da auch hierdurch eine wesentliche!The outer end of the mandrel can, as shown in Figs. Ι to 3, reinforced and be hollow to increase the effective surface area of the mandrel without to increase its weight. The thickening of the bolt end stops the fluid from flowing from one side to the other one counteracts increased resistance and dampens the amplitude of the vibrations of the blades, so that inadmissible high vibrations of the latter, which are essentially perpendicular to the axis of the smallest moment of inertia, i.e. acting perpendicular to the blade chord, can be suppressed. This with a inner mandrel provided cavities can instead of all on a specific one Number of selected blades must be provided, since this also means a significant!

Dämpfung· der Schaufelschwingungen herbeigeführt wird.Damping · the blade vibrations is brought about.

In Abb. 4 ist in gleicher Weise wie bei dem in Abb. 1 bis 3 dargestellten Laufrad bei einem Flugzeugpropeller eine Dämpfungseinrichtung in den Propellerflügelne vorgesehen. Da als Baustoff meist Holz für solche Flugzeugpropeller verwendet wird, so ist in dem Hohlräume der Propellerflügel eine Einsatzhülse/ aus einem undurchlässigen Baustoff, z. B. einem geeigneten Metall, vorgesehen, welche ein Entweichen der in dem Hohlraum e vorhandenen Flüssigkeit verhindert. In Fig. 4, a damping device is provided in the propeller blades e in the same way as in the case of the impeller shown in Figs. 1 to 3 in an aircraft propeller. Since wood is usually used as a building material for such aircraft propellers, an insert sleeve / made of an impermeable building material, e.g. B. a suitable metal is provided, which prevents the escape of the liquid present in the cavity e.

Claims

Patent claims:

1. Device for damping vibrations of rod-shaped bodies, in particular Steam turbine blades, characterized in that the relevant Body are provided with a cavity in which a rigidly mounted at the foot end and a mandrel surrounded by a viscous liquid and having a higher natural frequency than the body to be protected protrudes.

2. Device according to claim 1, characterized in that the mandrel is tapered to the outside.

3. Device according to claim 1, characterized in that the mandrel is on the point of its greatest vibration is so thickened that between it and the body surrounding it is only less There is still room for maneuver.

4. Device according to claim 1 and 3, characterized in that the dome on its outer end is hollow.

5. Device according to claim 1, characterized characterized in that in the case of a body made of permeable building material, the cavity with an impermeable insert is lined.

1 sheet of drawings

N. printed in five letterheads