Об автоколебаниях в вертикальных роторных системах, установленных на упругих опорах
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v105.i1.14Ключевые слова:
самовозбуждающиеся колебания, автоколебания, подшипник скольжения, гипотеза Зоммерфельда, нелинейные уравненияАннотация
В данной работе исследуются причины возникновения самовозбуждающихся колебаний
(автоколебаний) и их дальнейшее поведение, так как данные колебания являются
основной причиной неустойчивости вертикальных роторных систем, установл енных
на подшипниках скольжения. Причиной возникновения самовозбуждающихся колебаний
служат ги дродинамические силы, возникающие за счет смазочного слоя между подшипником
и его шипом. На основе классических методов теории колебаний и гипотезы Зоммерфельда о
смазочном слое в подшипниках скольжения были получены нелинейные уравнения движения
вертикальной роторной системы. Полученные нелинейные дифференциальные уравнения
движения ротора и опор точного решения не имеют. Исследование проводится численными
методами. Получены зависимости амплитуд ротора и опор от вязкости масла в подшипнике,
от величи ны зазора, от массы опор, от жесткости и от коэффициентов демпфирования.
Результаты исследования данной работы позволяют с достаточной точностью определить
и прогнозировать все необходимы е характеристики рабочего процесса данной системы.
Результаты работы подтверждают физический смысл процесса, рассматриваемого в з ад аче,
что может служит обоснованием использования данной математической моде ли при
проектировании вертикальных роторных систем на подшипниках скольжения.
Библиографические ссылки
2. Greenhill L.M. Critical Speeds Resulting from Unbalance Excitation of Backward Whirl Modes / L.M. Greenhill, G.A. Cornejo // Design Engineering Technical Conferences (DETC’95), September 17-20, 1995, Boston Massachusetts, USA: Proceedings. – Boston: ASME, 1995. – Vol. 3, Part B (DE-Vol. 84-2). – P. 991-1000.
3. Yamamoto T., Ishida Y. Linear and nonlinear rotor dynamics. -New York, John Willey and Sons, 2001. -326 p.
4. Leung A. Y. T. and Kuang J. L. Chaotic Rotations of a Liquid — Filled Solid // Journal of Sound and Vibration. — 2007. — Vol. 302, № 3. – P. 540–563.
5. Adams M.L. Rotating machinery vibration. -NY: MarcelDekker. 2001. -354p.
6. Newkirk B. L. Shaft whipping, General Electric Review. March, 1924.
7. Newkirk B. L., Taylor H. D. Shaft whipping due to oil action in journal bearings. General Electric Review, August, 1925.
8. Hagg A. C. The influence of oil-film journal bearings on the stability of rotating machines. Journal of Applied Mechanics, September, 1946.
9. Yukio Hоri, A theory of oil whip. J. of Applied Mechanics, June, 1959.
10. Kesten J. Stabilité de la position de l’arbre dans un palier ä graissage hydrodynamique. Wear, 1960, No 5.
11. Someyа Т. Stabilität einer in zylindrischen Gleitlagern laufenélsen, unwunchtfreien Welle. Ingenieur-Archiv, 1963, 33.
12. Boecker G. F., Sternlicht B. Investigation of Translatory fluid whirl in vertical machines. Trans, of the ASME, January, 1956.
13. Schnittger J. R. Development of a smooth running double-spool, gas-turbine rotor system. ASME Paper No 58—A-l97, 1958.
14. Pinkus О. Experimental investigation of resonant whip. Trans.of the ASME, July, 1956.
15. Hummel C h. Kritische Drehzahlen als Folge der Nachgiebigkeit des Schmiermittels im Lager. VDI-Forschungsheft, 1926, 287.
16. Olimpiev V.I. About the natural frequencies of the rotor on sliding bearings. Proceedings of the USSR Academy of Sciences, 1960, N93.
17. Caргiz G. On the vibrations of shafts rotating on lubricated bearings. Ann. Mat. Pura Appl. 1960, IV, Ser. 50, p. 223.
18. Tondl A. Experimental invesrigation of self-excited vibrations of rotors due to the action of lubricating oil film in journal bearings. Monographs and Memoranda of the National Research Institute of Heat Engineering, Prague, 1961, No 1.
19. Tondl A. Einige Ergebnisse experimenteller Untersuchungen der Zapfenbewegung in Lagern. Revue de mécanique appliquée, 1961, tome VI, No 1.
20. Diсk J. Alternating loads on sleeve bearings. Philosophical Magazine, 1944, vol. 35.
21. Shawki G. S. A. Whirling of a journal bearing —— experiments under no-load conditions. Engineering, February 25, 1955.
22. Shawki G. S. A. Analytical study of journal-bearing performance under variable loads. Trans. of the ASME, 1956, No 3.
23. Shawki G. S. A. Journal bearing performance for combinations of steady, fundamental and harmonic components of load. Proc. of the Inst. of Mech. Eng., 1957, vol. 171, No 28.
24. Cameron A. Oil whirl in bearings. Engineering, February 25 1955.
25. Krämer E. Der Einfluss des Olfilms von Gleitlagern auf di Schwingungen von Maschinenwellen. VDI-Berichte, 1959, Bd. 35.
26. Kelzon A.S. Dynamics of rotors in elastic supports, M.-«Science», 1982.
27. Tondl A. Dynamics of rotors of turbogenerators, Publishing house - "Energy", 1971.
28. Kelzon A.S. Self-centering and balancing of a rigid rotor rotating in two elastic bearings. – DAN USSR, 1956, T.110, N1, p.31-33.
