Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2017-12-09 | 469 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Колебаниями (колебательным движением) называют все виды движения (или изменения состояния), которые обладают какой-либо степенью повторяемости во времени.
Колебания называются периодическими, если значения величин, изменяющиеся в процессе колебаний, повторяются через равные промежутки времени.
Колебания характеризуются несколькими параметрами, среди которых: период, частота, циклическая (круговая) частота.
При вращении валы совершают колебания, которые состоят из суммы двух колебаний – вынужденных, вызванных периодически изменяющейся центробежной силой , приложенной в центре масс „с” (рисунок 6), и свободных, которые возникают под влиянием импульса, сообщенного валу этой же силой. Причиной появления силы является остаточный дисбаланс (эксцентриситет) „е”, то есть смещение центра масс деталей (в данном случае в качестве детали выступает диск - это может быть, например, рабочее колесо центробежного насоса) от геометрической оси вращения вала, который существует всегда, как бы точно не изготавливались вращающиеся детали (валы, диски, роторы и так далее) и как бы тщательно они не были сбалансированы. Силу уравновешивает противоположно направленная и приложенная к точке „0” крепления диска массой „m” к валу сила упругости . Из условия равновесия сил на ось у получим
, (1)
Подставив значение
, (2)
где – рабочая угловая скорость вращения вала;
y – динамический прогиб вала под массой m;
k – коэффициент жесткости вала, то есть сила, вызывающая прогиб, равный единице.
Из уравнения (2) находим величину динамического прогиба:
. (3)
Ранее было получено, что величина , где – угловая скорость собственных (свободных) колебаний невесомого вала с одной сосредоточенной массой (без учета сил трения), тогда:
|
. (4)
Анализ уравнения (4) показывает, что при увеличении рабочей скорости и приближении ее к частоте собственных колебаний вала, т.е. при прогиб вала (амплитуда) неограниченно возрастает и стремиться к бесконечности, т.е. .
Случай совпадения частоты вынужденных колебаний с частотой свободных колебаний называется резонансом.
В действительных условиях при наличии трения амплитуды при резонансе остаются конечными, но достигают значительной величины. Резонанс представляет собой большую опасность для конструкции и его следует избегать.
Одна из основных задач расчета конструкции на вибрацию состоит в определении собственных частот колебаний и выявлении опасных резонансных частот.
Резонансы обычно устраняют изменением собственной частоты системы; в ряде случаев оказывается возможным изменить частоту возбуждающей силы.
Угловая скорость колебаний вала, при которой прогибы значительно возрастают и вращающиеся валы становятся динамически неустойчивыми, называется критической – . Из уравнения (4) видно, что для вала с одним диском равна угловой скорости собственных колебаний, то есть:
. (5)
Обычно формулу (5) приводят к более удобному для расчета виду:
, (6)
где – единичный прогиб или коэффициент влияния, то есть от единичной поперечной силы;
g – ускорение свободного падения;
– статический прогиб вала под массой ;
G – вес вала.
Из сказанного очевидно, что вращение вала с рабочей скоростью, равной критической или близкой к ней, недопустимо. Рабочая скорость должна быть либо больше (для гибких валов), либо меньше (для жестких) критической угловой скорости.
Рекомендуется принимать
(7)
Условия (7) называются условиями виброустойчивости валов.
Гироскопический эффект (греческое: gyros(круг, кольцо), skopeo – смотрю, наблюдаю).
Если размеры и момент инерции детали велики, то массу нельзя рассматривать как сосредоточенную в точке. И принятое допущение может дать заметную ошибку, поэтому в расчёте необходимо учитывать гироскопический эффект. Данный эффект аналогичен эффекту юлы, который принимается в волчках.. Волчок – прибор со свободной осью, вращающийся с большой скоростью; обладает устойчивостью при разных положениях. Применяется на самолётах и судах для придания устойчивости судну, вагонам, движущимся на одном рельсе и т.д.
|
Предположим, на вал консольного типа насоса посажено тяжёлое колесо большого размера (рисунок14)
При вращении вала центр тяжести колеса переместится из точки С в С1 и колесо будет вращаться вокруг плоскоизогнутой оси вала. Сам же деформированный вал вращается вокруг своей первоначальной оси с той же скорость и в этом же направлении. В этом случае на колесо будут действовать центробежная сила и изгибающий момент M, стремящийся повернуть ось вала в исходное положение.
Рисунок 14 – Схема расположение тяжелого колеса на валу консольного типа
В результате возникает явление, аналогичное вращению волчка или гироскопа с осью вращения, отклонённой от вертикали. Причём волчок не только не падает, но и оказывает сопротивление усилию, стремящемуся увеличить наклон его оси, так как действует момент M, препятствующий увеличению прогиба, при этом уменьшается y, , то .
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!