![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Уравновешивание роторов
Ротор двигателя считается полностью уравновешенным, если на Остановившемся режиме работы его опоры испытывают действие постоянных по величине и направлению нагрузок (сил, моментов). В реальных роторах ГТД при их вращении всегда действуют инерционные силы и моменты от неуравновешенных масс, которые являются следствием неточности изготовления, неоднородности материала, упругих и остаточных деформаций элементов ротора. Эти нагрузки передаются на опоры, дополнительно нагружая подшипники, и вызывают вибрацию двигателя, самолета, ослабление стыков, течь в местах единения трубопроводов, дополнительный шум и утомление экипажа и пассажиров. Уравновешивание роторов ГТД сводится к уравновешиванию у них вращающихся масс. При статической неуравновешенности ротора (рис. 53.1.) его ц. т. не лежит на оси вращения, а смещен от нее на расстояние е. При вращении такого ротора возникает неуравновешенная центробежная сила
где т — масса ротора;
е — эксцентриситет, т. е. расстояние от оси вращения до ц. т. ротора. Эта сила постоянна по величине, но переменна по направлению. Статическое уравновешивание сводится к совмещению ц. т. ротора с осью вращения.
Рис. 53.1. Виды неуравновешенностей ротора: а —статическая; б—динамическая; в — общий случай неуравновешенности При динамической неуравновешенности ротора (рис. 53.1., б) возникают неуравновешенные инерционные силы и моменты от этих сил. Общий ц. т. при этом лежит на оси вращения, поэтому такой ротор является статически уравновешенным. Однако при вращении возникает неуравновешенная пара центробежных сил с моментом Мн вокруг точки 5: где р — расстояние от оси вращения до ц. т. масс ротора; а — осевое расстояние между массами ротора. Этот момент — постоянный по величине, но переменный по направлению. Динамическая неуравновешенность может быть обнаружена только при вращении. На рис.53.1., в показан общий случай неуравновешенности, когда общий ц. т. вращающихся масс ротора не совпадает с осью вращения, т. е. такой ротор статически и динамически неуравновешен. Статическая балансировка. Для устранения статической неуравновешенности необходимо поместить уравновешивающий груз Об на том же диаметре, на котором лежит ц. т. диска, но по другую сторону от оси вращения. Величина груза G6 и расстояние его rот оси вращения должны быть выбраны так, чтобы неуравновешенная центробежная сила диска и центробежная сила от уравновешивающего груза были равны После сокращения получим: Величина
Рис. 54. Статическая балансировка ротора
Статическая балансировка может осуществляться снятием материала с тяжелой стороны диска. Статическая балансировка облегчает проведение динамической балансировки ротора. Динамическая балансировка. Динамическую балансировку проводят в заводских условиях на специальных машинах, которые позволяют определить величину и месторасположение балансировочного груза в каждой плоскости приведения. Принцип работы балансировочной машины таков. Ротор 1 (рис. 55} в балансировочной машине устанавливается на двух опорах, одна из которых может перемещаться в горизонтальной плоскости в направлении оси у, будучи связанной с корпусом машины через пружину. В вертикальной плоскости подвижная опора перемещаться не может. Для определения направления действия неуравновешенной силы в плоскости опоры может быть использован стробоскопический эффект. Устройство для замера амплитуды обеспечивает замыкание специальной электрической цепи при максимальном отклонении опоры 3 от среднего положения, т. е. тогда, когда неуравновешенная сила Р действует точно по оси у. Импульсы подаются на лампу 4, которая дает вспышку в момент совпадения силы Р с осью у.
Рис. 55. Принципиальная схема балансировочной машины: /—ротор; 2 — градуированный диск; 3— подвижная опора; 4 — лампа; 5 —соленоид; 6— устройство для замера амплитуд
Вместе с ротором вращается градуированный диск 2. Замечая, какое деление диска совпадает с осью у в момент вспышек, можно фиксировать направление силы Р, т. е. определить диаметр, на котором располагается неуравновешенная сила. Зная динамический дисбаланс и диаметр, где находится неуравновешенная сила, путем подбора расстояния, на котором помещается балансировочный груз, или подбором величины G6 при заданном плече производят динамическое уравновешивание. Окончательная динамическая балансировка осуществляется подбором по весу и соответствующим размещением рабочих лопаток компрессора и турбины, ввертыванием балансировочных винтов в торцы дисков, навертыванием дополнительных гаек на крепежные болты крайних дисков, снятием металла в местах, указанных чертежом. Допустимый остаточный дисбаланс связан с размерами ротора и и его быстроходностью. Чем больше размеры и чем меньше скорость вращения, тем больше допустимый дисбаланс, так как ротор большой массы будет совершать колебания меньшей интенсивности под действием неуравновешенных сил, чем ротор небольшой массы, при условии, что эти силы одинаковы по величине. Так, для одного из ТРД допустимый дисбаланс компрессора и турбины равен 40 Г-см, для компрессора ТВД—5 Г-см, а для турбины —15 Г-см. В эксплуатации величина дисбаланса может значительно возрастать в результате вытяжки и механических повреждений рабочих лопаток турбины и компрессора, неравномерного износа подшипников и т. п. Вследствие повышения дисбаланса возрастает вибрация всего двигателя. Для замера уровня вибраций применяют датчики, устанавливаемые на корпусе двигателя в плоскости узлов крепления двигателя к самолету. Колебания могут записываться на пленку. По амплитуде колебаний можно определить коэффициент виброперегрузки, который представляет собой отношение силы инерции двигателя, возникающей при его вибрации, к силе веса двигателя. Величина коэффициента виброперегрузки для современных ГТД лежит в пределах k = 3—4. Этот коэффициент характеризует совершенство и техническое состояние двигателя. При выпуске двигателя из производства или ремонта допустимый дисбаланс должен быть таким, чтобы виброперегрузка не превышала опасных пределов в течение выработки всего технического ресурса двигателя.
|