RU195530U1 - Динамический высокочастотный виброгаситель - Google Patents
Динамический высокочастотный виброгаситель Download PDFInfo
- Publication number
- RU195530U1 RU195530U1 RU2019134564U RU2019134564U RU195530U1 RU 195530 U1 RU195530 U1 RU 195530U1 RU 2019134564 U RU2019134564 U RU 2019134564U RU 2019134564 U RU2019134564 U RU 2019134564U RU 195530 U1 RU195530 U1 RU 195530U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration damper
- stiffener
- frequency
- curved plate
- rel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к динамическим виброгасителям, применяемым в области энергомашиностроения для снижения вибрации опор турбоагрегатов. Динамический высокочастотный виброгаситель содержит изогнутую пластину в форме дуги окружности, оба конца которой жестко закреплены на опоре турбоагрегата. При этом на изогнутой пластине жестко закреплено ребро жесткости, расположенное на горизонтальной оси окружности, а на ребре жесткости установлены регулировочные грузы. Добавочная жесткость виброгасителя определяется следующей зависимостью:где- жесткости для первой формы изгибных колебаний изогнутой пластины виброгасителя без ребра жесткости, Н/м;с(α) - коэффициент жесткости, отн. ед.;Е - модуль упругости материала изогнутой пластины виброгасителя, Н/м;h и R - ширина, толщина и радиус изогнутой пластины, соответственно, м;τ=α/360° - значение центрального угла α относительно полного угла окружности, отн. ед.;μ=m/m- масса ребра жесткости с регулировочной массой относительно массы изогнутой пластины виброгасителя без ребра жесткости, отн. ед.;γ=ω/ω- заданное значение высокой частоты виброгасителя относительно номинальной частоты (резонансной частоты) вращения валопровода турбоагрегата, отн. ед.Технический результат заключается в эффективном снижении вибрации на заданной частоте выше номинальной частоты вращения валопровода турбоагрегата. 3 ил.
Description
Заявляемая полезная модель относится к динамическим виброгасителям (ДВ), применяемым в области энергомашиностроения для снижения вибрации опор турбоагрегатов.
При работе турбоагрегата на опорные узлы действуют возмущающие силы со стороны турбины и/или генератора. На номинальной частоте вращения валопровода турбоагрегата (ωн) могут иметь место возмущающие воздействия сил, как на частоте ωн, так и на частотах выше номинальной (ωв).
Как показывает практика, причинами возникновения возмущающих сил, действующих на опору турбоагрегата с номинальной частотой ωн, может быть небаланс ротора или электромагнитные силы генератора, что обуславливает возникновение резонансной вибрации подшипниковых опор при совпадении их собственных частот колебаний (СЧК) с частотами возмущающих сил, например, выше номинальной частоты вращения валопровода - высокой частоте ωв. Это может привести к аварийной ситуации, повреждениям и выходу турбоагрегата из рабочего состояния, к его останову для проведения ремонта на длительный промежуток времени, что принесет большие экономические потери.
Поэтому к опорным узлам, статору генератора и цилиндрам турбины предъявляются высокие требования по надежности и безаварийности работы, что обеспечивается, в том числе, и применением эффективных ДВ.
Необходимо отметить, что при создании виброгасителей подшипниковых опор следует учитывать достаточно жесткие требования к размерам конструкций виброгасителей, обусловленные габаритными размерами пространства в месте, выбранном для присоединения ДВ.
Известен динамический виброгаситель [Никифоров, А.С. Акустическое проектирование судовых конструкций: Справочник / А.С. Никифоров. - Л.: Судостроение, 1990. - С. 137-138], выполненный в виде массивной крупногабаритной плиты, установленной на упругих элементах, уменьшающий амплитуду резонансных колебаний.
Данный виброгаситель не может быть применен в условиях ограниченных габаритов мест установки подшипниковых опор турбоагрегатов.
Также известен динамический виброгаситель [Стрелков, С.П. Механика / С.П. Стрелков. - М.: Лань, 2005. - С. 470, Рис. 390], предназначенный для гашения вибраций корпуса подшипника машины, работающей с постоянной частотой вращения. Виброгаситель выполнен в виде пластины, жестко установленной радиально на крышке корпуса подшипника одним концом, а на другом, свободном конце пластины закреплен груз. СЧК пластины с грузом, численно равная рабочей частоте ДВ, настроена на номинальную частоту вращения машин ωн.
К недостаткам данного ДВ следует отнести то, что в условиях ограниченных габаритов места для установки виброгасителя эта конструкция не позволяет использовать в ней достаточную величину массы, противодействующую резонансным колебаниям многотонной опоры, ввиду ограничения нагрузки (момента инерции) на стержень для предотвращения от поломки.
Наиболее близким техническим решением является динамический виброгаситель [Патент РФ на полезную модель №97177, МПК F16F 15/04, опубл. 27.08.2010], обеспечивающий гашение вибрации опоры турбоагрегата на частоте, равной номинальной частоте вращения ωн валопровода турбоагрегата. ДВ представляет собой пластину, жестко закрепленную обоими концами на поверхности опоры турбоагрегата, с установленными на ней регулировочными грузами, при этом пластина выполнена изогнутой в форме дуги окружности, а ее параметры определяются в соответствии с выявленными зависимостями. При этом точная настройка ДВ в эксплуатации осуществляется посредством присоединения к пластине регулировочных масс.
К недостаткам данного виброгасителя следует отнести то, что устройство при его настройке позволяет изменять рабочую частоту относительно номинальной частоты ωн только в сторону ее снижения.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в эффективном снижении вибрации на заданной частоте выше номинальной частоты вращения валопровода турбоагрегата.
Технический результат достигается за счет того, что динамический высокочастотный гаситель содержит изогнутую пластину в форме дуги окружности, оба конца которой жестко закреплены на опоре турбоагрегата, и на изогнутой пластине жестко закреплено ребро жесткости, расположенное на горизонтальной оси окружности, а на ребре жесткости установлены регулировочные грузы.
Согласно эмпирической зависимости, выявленной при проведении испытаний, требуемая добавочная жесткость виброгасителя определяется следующей зависимостью:
где - жесткость для первой формы изгибных колебаний изогнутой пластины виброгасителя без ребра жесткости, Н/м;
с(α) - коэффициент жесткости, отн. ед.;
Е - модуль упругости материала изогнутой пластины виброгасителя, Н/м2;
τ=α/360° - значение центрального угла α относительно полного угла окружности, отн. ед.;
μ=mp/mп - масса ребра жесткости с регулировочной массой относительно массы изогнутой пластины виброгасителя, отн. ед.;
γ=ωв/ωн - заданное значение высокой частоты ДВ относительно номинальной частоты (резонансной частоты) вращения валопровода турбоагрегата, отн. ед.
Выполнение виброгасителя в форме дуги окружности с ребром жесткости и его жесткое закрепление на изогнутой пластине обеспечивает оптимальную компоновку виброгасителя достаточно большой массы с моментом инерции, необходимым для эффективного гашения колебаний крупногабаритных подшипниковых опор весом в несколько тонн.
Жесткое закрепление виброгасителя на объекте гашения обеспечивает надежность работы ДВ.
Расположение ребра жесткости на горизонтальной оси окружности изогнутой пластины обеспечивает максимально высокую жесткость виброгасителя.
Регулировочные грузы, установленные на ребре жесткости, обеспечивают возможность максимально точной настройки виброгасителя на заданную частоту гашения ωв. Кроме того, в отличие от близкого технического решения, такое расположение регулировочных масс на ребре жесткости позволяет значительно уменьшить габаритные размеры ДВ, что на ограниченном пространстве места, выбранного для присоединения ДВ на опоре турбоагрегата, имеет большое значение.
Экспериментально полученные данные, подтвержденные протоколами испытаний, показывают, что для ДВ, спроектированного на номинальную частоту ωн, именно при значении добавочной жесткости Δk, рассчитанной согласно приведенной формуле (1), обеспечивается жесткость ДВ, необходимая для его настройки на частоту ωв.
Таким образом, за счет совокупности существенных признаков достигается эффективное снижение вибрации на заданной частоте выше номинальной частоты вращения валопровода турбоагрегата, а также в полосе частот эффективной работы виброгасителя, что подтверждается результатами проведенных заявителем испытаний ДВ.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами:
на фиг. 1 представлен общий вид динамического высокочастотного виброгасителя, установленного на опоре турбоагрегата;
на фиг. 2 - зависимость изменения коэффициента жесткости от центрального угла;
на фиг. 3 - изменения амплитуды вибрации на стенде моделирования опоры подшипника турбоагрегата с виброгасителем (1) и без него (2) в вертикальном и осевом направлениях.
Динамический высокочастотный виброгаситель содержит изогнутую пластину 1 в форме дуги окружности, жестко закрепленную своими концами на опоре 2 турбоагрегата. Опора 2 состоит из узлов: 3 - рамы, установленной на фундаменте, 4 - подшипника с вкладышем и 5 - крышки подшипника. Концы пластины 1 выполнены, например, в виде фланцев 6 и закреплены на опоре 2, а именно на крышке подшипника 5 с помощью болтовых соединений 7, обеспечивающих жесткое надежное закрепление пластины 1. На пластине 1 жестко закреплено ребро жесткости 8. Ребро жесткости 8 расположено на горизонтальной оси окружности изогнутой пластины 1. На ребре жесткости 8 установлены регулировочные грузы 9, представляющие собой, например, набор металлических пластинок.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В случае действия на подшипниковую опору 2 возмущающей силы с частотой ωв, вызывающей резонансные колебания опоры, на крышку подшипника 5 устанавливается изогнутая пластина 1 с ребром жесткости 8 и регулировочными грузами 9. Совпадение частоты возмущающей силы, действующей со стороны турбины и/или генератора с СЧК опоры, вызывает ее резонансные колебания. При наступлении резонансных колебаний опоры 2 присоединение виброгасителя к опоре образует такую результирующую механическую систему, у которой на частоту возмущающей силы приходится антирезонанс, характеризующийся формированием виброгасителем силы реакции, равной по величине и противоположно направленной возмущающей силе, что и обеспечивает гашение вибрации. Далее, сравнение измеренного установившегося значения вибрации опоры с требуемой величиной позволяет сделать вывод о необходимости дополнительной настройки ДВ путем установки регулировочных грузов 9 на ребре жесткости 8 до получения требуемых значений вибрации опоры турбоагрегата согласно ГОСТ 25364-97.
Параметры виброгасителя R, h, (фиг. 1) и с(α) (фиг. 2) определены исходя из его конструкции, рассчитанной на рабочую частоту ωн, т.е. на его СЧК до присоединения к нему ребра жесткости (собственную частоту первой формы колебаний пластины ДВ жестко заделанного обоими концами). Геометрические параметры ребра жесткости 8 определяются в соответствии с требуемой величиной добавочной жесткости Δk и согласно механическим свойствам материала, выбранного для его изготовления. Масса регулировочных грузов 9 определяется в соответствии с расчетом дополнительной жесткости Δk по формуле (1).
Проведены испытания высокочастотного виброгасителя, рассчитанного на частоту ωв=339 с-1 (54 Гц). Виброгаситель был установлен на стенде моделирования опоры подшипника турбоагрегата. Параметры виброгасителя, использованного при проведении испытаний, настроенного на номинальную частоту ωн=314 с-1 (50 Гц): R=490 мм, коэффициент жесткости с(α)=1,7 при α=110° (фиг. 2). Подставив эти параметры в расчетную формулу (1) с учетом того, что ребро жесткости и изогнутая пластина виброгасителя изготовлены из стали марки Ст.3, ГОСТ 380-2005, для которой Е=2,1⋅1011 Н/м2, получим величину добавочной жесткости Δk=1,46⋅103 кН/м. Результаты испытаний заявляемой полезной модели для допустимых отклонений частоты вращения валопровода турбоагрегата в процессе его эксплуатации, согласно Правилам [Правила технической эксплуатации станций и сетей Российской Федерации. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2010. - 336 с.], представлены на фиг. 3. Сопоставление величины вертикальной и осевой вибрации, измеренной на фланце крышки подшипника до и после присоединения ребра жесткости, показывает, что на заданной частоте 54 Гц она уменьшилась более чем в 3 раза, а в полосе частот эффективного снижения вибрации (от 50 до 55 ГЦ) не менее чем в 2 раза.
Claims (9)
- Динамический высокочастотный виброгаситель, содержащий изогнутую пластину в форме дуги окружности, оба конца которой жестко закреплены на опоре турбоагрегата, отличающийся тем, что на изогнутой пластине жестко закреплено ребро жесткости, расположенное на горизонтальной оси окружности, а на ребре жесткости установлены регулировочные грузы, при этом добавочная жесткость виброгасителя определяется следующей зависимостью:
- с(α) - коэффициент жесткости, отн. ед.;
- Е - модуль упругости материала изогнутой пластины виброгасителя, Н/м2;
- m=α/360° - значение центрального угла α относительно полного угла окружности, отн. ед.;
- μ=mp/mп - масса ребра жесткости с регулировочной массой относительно массы изогнутой пластины виброгасителя без ребра жесткости, отн. ед.;
- γ=ωв/ωн - заданное значение высокой частоты виброгасителя относительно номинальной частоты (резонансной частоты) вращения валопровода турбоагрегата, отн. ед.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134564U RU195530U1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Динамический высокочастотный виброгаситель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134564U RU195530U1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Динамический высокочастотный виброгаситель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU195530U1 true RU195530U1 (ru) | 2020-01-30 |
Family
ID=69416118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019134564U RU195530U1 (ru) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Динамический высокочастотный виброгаситель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU195530U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1054444A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Komatsu Ltd | エンジンのビスカス・ダンパ装置 |
DE102005022750A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Gerhard Deschler | Visco-Drehschwingungsdämpfer mit axialer Dämpfung für Motorkurbelwellen |
RU2368822C2 (ru) * | 2007-02-02 | 2009-09-27 | Андрей Николаевич Никифоров | Способ динамического гашения и динамический гаситель колебаний ротора |
RU97177U1 (ru) * | 2010-05-24 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Динамический низкочастотный гаситель колебаний |
-
2019
- 2019-10-28 RU RU2019134564U patent/RU195530U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1054444A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Komatsu Ltd | エンジンのビスカス・ダンパ装置 |
DE102005022750A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Gerhard Deschler | Visco-Drehschwingungsdämpfer mit axialer Dämpfung für Motorkurbelwellen |
RU2368822C2 (ru) * | 2007-02-02 | 2009-09-27 | Андрей Николаевич Никифоров | Способ динамического гашения и динамический гаситель колебаний ротора |
RU97177U1 (ru) * | 2010-05-24 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Динамический низкочастотный гаситель колебаний |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2899394B1 (en) | Wind turbine with damping | |
EP2644886A2 (en) | Systems and methods for attenuating noise in a wind turbine | |
US4150588A (en) | Dynamic vibration absorber | |
JPH10184783A (ja) | 自己同調型制振装置 | |
US4583912A (en) | Damped dynamic vibration absorber | |
US1916085A (en) | Counterweight | |
RU195530U1 (ru) | Динамический высокочастотный виброгаситель | |
CN103028539A (zh) | 自适应可调幅惯性激振装置 | |
JP2015223283A (ja) | 洗濯機 | |
CN109577361A (zh) | 频率阻尼可调式两自由度万向水平减振调谐质量阻尼器 | |
RU97177U1 (ru) | Динамический низкочастотный гаситель колебаний | |
JP2000240718A (ja) | 圧縮機の振動減衰装置 | |
US20230358214A1 (en) | Use of a tuned mass damper in a nacelle for a wind turbine | |
JP2012249695A (ja) | ドラム式洗濯機の防振装置 | |
EP4045782B1 (en) | Engine-generator set | |
RU2637156C1 (ru) | Способ генерации энергии, при котором используют и одновременно с этим частично гасят вредную вибрацию опоры (варианты) | |
CN108561197A (zh) | 透平机械转子支撑结构 | |
RU2673214C1 (ru) | Установка гребного электродвигателя в корпус подводной лодки | |
Zachwieja | Vibration suppression problems in non-rigid structures taking a vibrating sifter as an example | |
CN110094308A (zh) | 一种低风速风电机组自适应齿轮箱弹性支撑选型方法 | |
JP2000328964A (ja) | 回転機械の支持構造 | |
SU1320356A1 (ru) | Виброизолирующа панель | |
CN213628776U (zh) | 具有双橡胶圈的曲轴皮带轮 | |
JP2655294B2 (ja) | 低速ディーゼル機関の架構防振装置 | |
SU703236A1 (ru) | Экцентрикова выбивна решетка |