UA148263U - Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс - Google Patents
Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс Download PDFInfo
- Publication number
- UA148263U UA148263U UAU202101033U UAU202101033U UA148263U UA 148263 U UA148263 U UA 148263U UA U202101033 U UAU202101033 U UA U202101033U UA U202101033 U UAU202101033 U UA U202101033U UA 148263 U UA148263 U UA 148263U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- shaft
- rotor
- installation
- supports
- resonance
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011835 investigation Methods 0.000 title 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс містить вал на двох опорах, приводний електродвигун з можливістю регулювання частоти і напряму обертання, систему вимірювання прогину. Також установка містить високоточну електронну систему керування, датчики безконтактного контролю вібрацій, високошвидкісні відеокамери, а також додаткову третю опору, яка має можливість переміщуватись вздовж вала (за рахунок наявності зазору 1…2 мм) та при цьому змінювати міжопорну відстань для дослідження поведінки ротора на перехідних режимах.
Description
Корисна модель належить до засобів дослідження та навчання, зокрема до експериментальних досліджень зниження вібрацій при проходженні через резонанс шляхом перетворення критичних обертів у некритичні, навчальних і наочних засобів з теоретичної механіки та опору матеріалів.
Відомо, що ротори, як елементи конструкцій, знаходять широке застосування в машинобудуванні, авіаційній, корабельній, автомобільній та іншій техніці. Встановлено також, що при обертанні на певних режимах спостерігаються великі прогини вала. Робота на цих оборотах, що називаються критичними, супроводжується великими вібраціями, які в деяких випадках призводять до руйнування конструкції. Тому при дослідженнях та навчаннях у ЗВО необхідно звертати особливу увагу не тільки на вміння розраховувати критичні оберти роторів, а також вміти експериментально визначати небезпечні режими обертання різними способами та знати заходи боротьби з їх негативним впливом на конструкцію. Для ротора, у якого диск розташований посередині довжини вала, критичні оберти можна визначити за формулою, представленою, наприклад, в роботі (11: пе - 30 ГЕ пол Хт ; де:
Пкр. величина критичних обертів ротора;
С - жорсткість вала, що визначається теоретично в залежності від характеру опор; т - маса диска ротора.
Формула (1) виведена в припущенні, що маса вала дорівнює нулю.
До аналогів корисної моделі можна віднести принципові схеми установок, запропонованих у роботі (11, Фіг. 8.01, Фіг. 8.18.
Основними елементами відомих установок є вал, на якому розташований або в центрі, або на консолі диск. Опори, на яких закріплений вал, можуть бути шарнірними або защемлені.
Величину критичних обертів для схеми визначають за формулою (1). Відома схема дозволяє лише візуально спостерігати прецесійний рух обертового ротора.
Відома також лабораторна установка для демонстрації прецесійних рухів ротора (1) с. 295.
Установка містить об'єкт дослідження - вал на двох стаціонарних опорах, диск якого може встановлюватися в будь-якому місці між опорами за допомогою цангового затиску. Є додаткова
Зо опора з обмежувачем прогину вала. Установка не дозволяє досліджувати вплив жорсткості опор ротора на величину критичних обертів ротора.
Найбільш близькою до корисної моделі є установка, описана в патенті (21.
Навчальна установка містить вал на двох опорах із жорстко та стаціонарно закріпленим в його середній частині диском, обмежувач прогину, приводний електродвигун з можливістю регулювання числа обертів і напрямку обертання, збудник прецесії на іншому кінці вала, систему вимірювання динамічного прогину вала і числа обертів вала, причому одна з опор виконана опорою змінної жорсткості, а в іншій опорі вкручений гвинт, стаціонарний диск, забезпечений штоком в площині обертання для установки на нього вантажів, змінний диск, встановлений на вільній консолі вала за допомогою цангового затиску. Крім того, установка обладнана системою вимірювання частоти власних коливань ротора, що складається з чутливого п'єзоелемента, що реєструє частоту поперечних коливань, генератора частоти і пристрою, виконаного на базі електронно-променевого осцилографа, для порівняння і візуального спостереження власних поперечних коливань ротора з частотою генератора.
Недоліками даної установки є неможливість зміни жорсткості ротора (величини критичної частоти) під час роботи та дослідження коливань на перехідних режимах, відсутність безконтактних засобів контролю прогину ротора в міжопорній зоні, відсутність можливості цифрової обробки результатів запису вібрацій та неможливість спостереження за процесами в сповільненому режимі.
В основу корисної моделі поставлено задачу розширити область експериментальних досліджень та наочність при вивченні небезпечних режимів обертання роторів шляхом вивчення зв'язку критичних обертів з частотою власних поперечних коливань, із жорсткістю вала на згин, впливу жорсткості опор і прецесійного руху ротора на величину коливань, а також дослідження методів їх зниження шляхом перетворення критичних обертів у некретичні.
Поставлена задача вирішується тим, що установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс, що містить вал на двох опорах, приводний електродвигун з можливістю регулювання частоти і напряму обертання, систему вимірювання прогину, згідно з корисною моделлю, містить високоточну електронну систему керування, датчики безконтактного контролю вібрацій, високошвидкісні відеокамери, а також додаткову третю опору, яка має можливість переміщуватись вздовж вала (за рахунок наявності зазору 1...2 мм) і змінювати міжопорну відстань для дослідження поведінки ротора на перехідних режимах
Таким чином, пропонована експериментально-навчальна установка, що зображена на кресленні, має істотні відмінності від найближчого аналога. Система містить: ротор - 1, встановлений у 2-х підшипниках кочення - 2 і з'єднаний через муфту - З з електродвигуном - 4.
Максимальна частота обертання двигуна приводу повинна бути більшою 2-ї критичної вала.
Також система містить цифрову систему керування (комп'ютер - 9, регістратор - 8; контролер - 7); дві високошвидкісні (300 кадрів в секунду) камери - 10; датчик швидкості - 5, що використовується для передачі сигналу в систему керування для забезпечення високої точності частоти обертання; безконтактні, індуктивні датчики - б для контролю величини вібрацій (прогину вала); додаткову опору - 11, яка має можливість переміщуватись вздовж вала (за рахунок наявності зазору 1...2 мм) і змінювати міжопорну відстань для дослідження коливань на перехідних режимах.
Експериментальна установка містить досліджуваний ротор, що складається із вала, який закріплений на двох опорах, систему вимірювання параметрів та їх реєстрації (ЕОМ). Установка має третю рухому опору, яка може переміщуватись вздовж вала та вступати в роботу при обертах, що близькі до критичних. Ротор приводиться в обертання електродвигуном, що має систему керування і дозволяє безступінчасто регулювати оберти від 0 до 24000 об/хв. Частоти власних коливань ротора визначаються наступними способами: по статичному прогину ротора шляхом його навантаження статичним зусиллям в поперечному напрямку; збудженням власних коливань ударом; візуально по тахометру і за результатами обробки записів вібрацій.
Джерела інформації:. 1. Г.С. Скубачевский Авиационнье газотурбиннье двигатели, М.: Машиностроение, 1969. - 544 с. 2. Патент НО2024953С1, Учебная установка для демонстрации способов определения критических оборотов ротора, Г.П. Белов, Ю.А. Дмитриев, Е.В. Ерохина, И.Н. Куприянов, 1994- 12-15.
Коо)
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс, що містить вал на двох опорах, приводний електродвигун з можливістю регулювання частоти і напряму обертання, систему вимірювання прогину, яка відрізняється тим, що містить високоточну електронну систему керування, датчики безконтактного контролю вібрацій, високошвидкісні відеокамери, а також додаткову третю опору, яка має можливість переміщуватись вздовж вала (за рахунок наявності зазору 1...2 мм) та при цьому змінювати міжопорну відстань для дослідження поведінки ротора на перехідних режимах.4. 4. її. г. У Е г рй М х х ві , / ї і х й ем і Га й й у КІ | ди Би х ще б -- ро рот тить рт па І І ї о хі и Ж у ї опо о ванн Щі ії ж Х ра 7 Х ч М М СЯ їй й х У Ь Ба Я 6. ч. я ів.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202101033U UA148263U (uk) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202101033U UA148263U (uk) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA148263U true UA148263U (uk) | 2021-07-21 |
Family
ID=76865317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202101033U UA148263U (uk) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA148263U (uk) |
-
2021
- 2021-03-02 UA UAU202101033U patent/UA148263U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8272265B2 (en) | System and method for active detection of asymmetry in rotating structures | |
| Khodaei et al. | Theoretical and experimental analysis of coupled flexural-torsional vibrations of rotating beams | |
| UA148263U (uk) | Установка для дослідження коливань гнучкого ротора при проходженні через резонанс | |
| CN111195586A (zh) | 一种输出力可控的小型偏心式激振器 | |
| Bernhard | Mechanical Vibrations-Theory and Application-An Introduction to Practical Dynamic Engineering Problems in the Structural Field | |
| RU2009141787A (ru) | Способ прогнозирования переменной составляющей выходного сигнала электромеханического датчика угловой скорости (дус) на этапе изготовления его гиромотора по характеристикам угловых вибраций, возбуждаемых гиромотором, и установка для реализации способа | |
| RU2024953C1 (ru) | Учебная установка для демонстрации способов определения критических оборотов ротора | |
| RU2648679C2 (ru) | Способ определения критических скоростей ротора, работающего в зарезонансной области | |
| Zhang et al. | Identification of linearized oil-film coefficients in a flexible rotor-bearing system, Part II: Experiment | |
| US2724971A (en) | Vibration detecting apparatus | |
| KR100701628B1 (ko) | 자력을 이용한 비틀림 진동 시뮬레이터 | |
| Li et al. | Modelling of gimbal control moment gyro and analysis of gimbal disturbance impact | |
| Hassan et al. | Analysis of balancing machine using 1-axis accelerometer | |
| Ecker et al. | Experimental results on parametric excitation damping of an axially loaded cantilever beam | |
| CN211802190U (zh) | 一种输出力可控的小型偏心式激振器 | |
| Martynenko | Processing of Experimental Signals to Assess the Dynamic Behavior of a Model Rotor System with Passive and Active Magnetic Bearings | |
| Endriatno et al. | Dynamic Responses at Various Points of Aluminum Cantilever Beam | |
| Pathak | Experimental modal analysis of a rotating rotor | |
| Ianici et al. | Experimental Research on Vibrations of Double Harmonic Gear Transmission | |
| SU58726A1 (ru) | Устройство дл испытани приборов на действие вибраций | |
| Minaev et al. | Vibration and impact properties of magnetorheological elastomers | |
| Twiefel et al. | Theoretical and experimental treatment of standing wave type motors contact behavior | |
| Mu et al. | Investigation of coupled lateral and torsional vibrations of a cracked rotor under radial load | |
| Barzdaitis et al. | Dynamics of a mechatronic system with flexible vertical rotor | |
| Ulsoy et al. | Vibration localization in rotating shafts, Part 2: Experiment |