SU817346A1

SU817346A1 - Rotation system bearing

Info

Publication number: SU817346A1
Application number: SU792757421A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Саулович Кельзон; Юрис Петрович Циманский; Эдгар Евелевич Богорад; Борис Федорович Клочков; Алексей Павлович Зобнин; Александр Михайлович Щербаков
Original assignee: Ленинградское Ордена Октябрьскойреволюции Высшее Инженерное Морскоеучилище Им. Адм. C.O.Makapoba
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1981-03-30

Description

(54) ОПОРА ВРАЩАЙЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ(54) SUPPORT OF ROTATING SYSTEM

1 one

Изобретение относитс к средствам гашени колебаний и предназначено дл использовани во вращающихс системах ,, содержащих элементы, обладающие анизотропной жесткостью. The invention relates to vibration damping and is intended for use in rotating systems containing elements having anisotropic rigidity.

Известна опора вращающейс системы , обладающа анизотропной жесткост и содержаща корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным между его наружной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различной жесткостью по двум вза- . имно перпендикул рным направлени м. Шейка ротора, установленна в подшипнике/ обладающа анизотропной жесткостью, и упругий элемент, позвол ют освободить рабочий диапазон от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемьк указанной ани-. зотропной жесткостью 1.The known support of the rotating system, having anisotropic stiffness and comprising a housing with a bearing mounted therein and an elastic member placed between its outer surface and the housing, is made with different stiffness in two directions. by perpendicular directions. The rotor neck, installed in the bearing / which has anisotropic rigidity, and the elastic element, make it possible to free the working range from the zones of instability and increased vibrations caused by this ani-. zotropic stiffness 1.

Упругий элемент установлен в опорном узле таким образом, что ротор имеет угловое перемещение относи;Тельно него.Причем; жесткости упруiroro элемента, соответствующие его главным направлени м, определены в зависимости от динамических параметров , описывающих вращающуюс системуThe elastic element is installed in the support node in such a way that the rotor has an angular displacement; stiffness of the elastic element of the element, corresponding to its main directions, are determined depending on the dynamic parameters describing the rotating system

При таком выполнении опорного узла можно обеспечить лишь ограниченный рабочий диапазон системы, свободный от зон неустойчивости и повышенных вибраций, завис щий от динамических параметров, описывающих систему , изменить которые не всегда возможно.With this implementation of the reference node, it is possible to provide only a limited working range of the system, free from instability zones and increased vibrations, depending on the dynamic parameters describing the system, which cannot always be changed.

Цель изобретени - расширение рабочего диапазона вращающейс системы свободного от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элементов вращающейс системы.The purpose of the invention is to expand the working range of the rotating system free of instability zones and increased vibrations caused by the anisotropic rigidity of the elements of the rotating system.

Указанна цель достигаетс тем, что в опоре вращающейс системы,обладающей анизотропной жесткостью и содержащей корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным между его наружной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различными жескост ми по взаимно перпендикул рным направлени м , каждый упругий элемент опоры смонтирован один относительно другого упругого элемента так, что направлени их максимальных жесткостей взаимно перпендикул рны , при этом выполнено соотношение:This goal is achieved by the fact that in the support of a rotating system having anisotropic rigidity and comprising a housing with a bearing mounted therein and an elastic member placed between its outer surface and the housing, made with different stiffnesses in mutually perpendicular directions, one relative to the other elastic element so that the directions of their maximum stiffnesses are mutually perpendicular, and the relation:

L. L.

ИУPS

%%

20 где С. .max и mm жескости упругого элемента соответственно; min и max жесткости, эл мента системы соответственно , обладающего анизотропной жесткость Ориентаци и закрепление указанно го упругог.о элемента/ а также выполнение .указанного соотношени , позвол ют так наложить эллипс жесткости упругого элемента на эллипс жесткост элемента системы, на котором закреплен этот упругий элемент, что суммар ный эллипс жесткости приобретает фор му окружности. В прцессе вращени ротора, при. указанном закреплении и ориентации упруг.ого элемента, суммарный эллипс жесткости будет сохран ть форму окру ности при любых скорост х вращени , что исключает по вление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элеме тов вращающейс системы во всем диапазоне возможных скоростей вращени ротора. Это расшир ет рабочий диапазон вращающейс системы. На фиг, 1 показано наложение эллипса жесткости упругого -элемента на эллипс жесткости элемента системы; на фиг. 2 - опорный узел, пред .назначенный дл борьбы с вибраци ми, обусловленными анизотропной жесткост корпуса; на фиг, 3 - опорный узел, предназначенный дл борьбы с вибраци ми, обусловленными анизотропной жесткостью ротора; на фиг. 4 - опорный узел, предназначенный дл борьбы с вибраци ми, обусловленными анизотропной жесткостью подшипника скольжени . Опора содержит упругий элемент 1, позвол ющий освободить рабочий диапазон от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотро ной жесткостью элементов вращающейс системы. Такими элементами могут быт корпус 2 опорного узла, ротор 3, под шипник 4 скольжени . Упругий элемент 1 выполнен с различными жесткост ми по его двум глав ным направлени м I-I и 11-11, закреплен на элементе, обладающем указанной анизотропной жесткостью, и орИ ентирован относительно этого элемента таким образом, что главное нап рав ление Ill-Ill этого элемента, соотвётствующеё его максимальной жесткости , перпендикул рно главному направлению I-I указанного упругого элемента 1, соответству1рщего его мак симальной жес ткос ти, Причем выполнено следующее соотно j: - ji шение у -io -2 го I где с. жесткости указанного упругого элемента 1 по его двум главным направлени м I-I и II-II; С -И 20 ЖЕСТКОСТИ элемента(2, 3, 4), обладающего укаэанной анизотропной жесткостью, по его двум главным направлени м Ill-Ill и IV-IV. .указанное закрепление упругого элемента 1 и его ориентаци , а также выполнение указанного соотношени позвол ют так наложить эллипс 5 жесткости упругого элемента 1 на эллипс 6 жесткости элемента, на котором закреплен этот упругий элемент 1, что их суммарный эллипс жесткости приобретает форму окружности 7. Опора вращающейс системы работает следующим образом. В процессе вращени ротора 3, при указанном закреплении и ориентации упругого элемента 1, суммарный эллипс жесткости будет сохран ть форму окружности 7 при любых скорост х вращени , что исключает по вление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элемента вращающейс системы, во всем диапазоне возможных скоростей вращени ротора 3. По сравнению с известными опорными узлами, предназначенными дл борьбы с вибраци ми, вызываемыми анизотропной жесткостью элементов вращающейс системы, предлагаемый опорный узел позвол ет полностью исключить по вление зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых указанной анизотропной жесткостью, во всем диапазоне возможных скоростей вращени ротора, ЧТО расшир ет рабочий диапазон вращающейс системы. формула изобретени Опора вращающейс системы, обладающа анизотропной жесткостью и содержаща корпус с смонтированным в нем подшипником и размещенным мезкду его нар5теной поверхностью и корпусом упругим элементом, выполненным с различными жесткост ми по двум взаимно перпендикул рным направлени м, отличающа с тем, что, с целью расширени рабочего диапазона вращающейс системы, свободного от зон неустойчивости и повышенных вибраций, вызываемых анизотропной жесткостью элементов вращающейс системы, каждый упругий элемент опоры смонтирован один относительно другого упругого элемента так,что направлени их максимальных жесткостей взаимно перпендикул рны, при этом выполнено соотношение: Л JL 1 /( где С и Cg - максимум и минимум жесткости упругого элемента соотйетственно; Си минимум и максимум же . сткости элемента системы соответственно, обладающего анизотропной жесткостью.20 where C.. Max and mm of the stiffness of the elastic element, respectively; min and max of stiffness, an element of the system, respectively, possessing an anisotropic stiffness. Orientation and fixing of the indicated elastic element of the element / and also the fulfillment of the indicated relation, allow to thus impose an ellipse of stiffness of the elastic element on the ellipse of the rigid element of the system on which this elastic element is fixed , that the total stiffness ellipse takes the form of a circle. In the process of rotation of the rotor at. said fixation and orientation of the elastic element, the total stiffness ellipse will retain the shape of circumference at any rotational speed, which excludes the occurrence of instability zones and increased vibrations caused by the anisotropic stiffness of the elements of the rotating system in the whole range of possible rotor rotational speeds. This extends the working range of the rotating system. Fig, 1 shows the imposition of an ellipse of stiffness of an elastic element on an ellipse of stiffness of a system element; in fig. 2 - supporting unit, intended to combat vibrations caused by the anisotropic stiffness of the hull; Fig. 3 shows a support assembly for controlling vibrations caused by the anisotropic rigidity of the rotor; in fig. 4 is a support assembly for controlling vibrations caused by the anisotropic stiffness of the sliding bearing. The support contains an elastic element 1, which makes it possible to free the working range from zones of instability and increased vibrations caused by the anisotropy rigidity of the elements of the rotating system. Such elements can be the case 2 of the support unit, the rotor 3, under the bristle 4 slip. The elastic element 1 is made with different stiffnesses in its two main directions II and 11-11, fixed to the element possessing the specified anisotropic stiffness, and is oriented relative to this element in such a way that the main action Ill-Ill of this element, corresponding to its maximum stiffness, perpendicular to the main direction II of the specified elastic element 1, corresponding to its maximum stiffness, Moreover, the following relation j is fulfilled: - ji – y –2 –2 I where c. stiffness of the specified elastic element 1 in its two main directions I-I and II-II; C-AND 20 HARDNESS of an element (2, 3, 4) with such anisotropic rigidity, in its two main directions Ill-Ill and IV-IV. The said fixing of the elastic element 1 and its orientation, as well as the fulfillment of the above relation, make it possible to impose the stiffness ellipse 5 of the elastic element 1 on the stiffness ellipse 6 of the element on which this elastic element 1 is fixed, that their total stiffness ellipse takes the form of a circle 7. Support The rotating system works as follows. During the rotation of the rotor 3, with the specified fastening and orientation of the elastic element 1, the total stiffness ellipse will retain the shape of the circle 7 at any speed of rotation, which eliminates the appearance of instability zones and increased vibrations caused by the anisotropic stiffness of the rotating system element in the whole range possible rotational speeds of the rotor 3. Compared with the known support assemblies designed to combat vibrations caused by the anisotropic stiffness of the elements of the rotating system, the proposed The orient node allows to completely eliminate the occurrence of zones of instability and increased vibrations caused by the indicated anisotropic rigidity in the whole range of possible rotor speeds, which expands the working range of the rotating system. Claims of the invention A support of a rotating system, having anisotropic rigidity and comprising a housing with a bearing mounted therein and a mezkda placed with its fixed surface and a housing with an elastic element made of different stiffnesses in two mutually perpendicular directions, different in that the working range of the rotating system, free from instability zones and increased vibrations caused by the anisotropic rigidity of the elements of the rotating system, each elastic support element see It is aligned with respect to the other elastic element so that the directions of their maximum stiffness are mutually perpendicular, and the relation: L JL 1 / is fulfilled (where C and Cg is the maximum and minimum stiffness of the elastic element, respectively; C minimum and maximum. System element strength, respectively with anisotropic stiffness.

//////////У/// ////// фиг.2. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, W.R. Foote and others. Critical speeds of a rotor with unegual. shaft flexibilities mounted in bearing of vinegual flexibility J. Apple mech., 1943, V. 10, № 2.////////// Y /// //// // figure 2. Sources of information taken into account in examination 1, W.R. Foote and others. Critical speeds of a rotor with unegual. 10. Apple mech., 1943, V. 10, No. 2.

33

II

Claims

Claim

A support of a rotating system having anisotropic rigidity and comprising a housing with a bearing mounted therein and an elastic element arranged between its outer surface and the housing, made with different stiffnesses in two mutually perpendicular directions, characterized in that, in order to expand the working range of the rotating system, free from instability zones and increased vibrations caused by the anisotropic stiffness of the elements of the rotating system, each elastic element of the support mounted one includes flax other resilient member so that the direction of maximum stiffness mutually .perpendikulyarny, wherein the following relation:

- maximum and minimum rigidity of the elastic element, respectively;

- the minimum and maximum rigidity of the element of the system, respectively, having anisotropic