Concepte generale ale vibrațiilor de torsiune ale arborelui cotit diesel. snubber
Pentru a răspunde la întrebare, care este oscilația torsională a arborelui diesel, imaginați o tijă de oțel, un capăt al căruia este fixat rigid, iar celălalt este un volant. Tija lângă volant se sprijină pe rulment. Dacă se aplică cuplul la volant, datorită deformării elastice a răsucirii tijei, volantul se va întoarce la un unghi φ (Figura 66, a). Dacă eliberați volantul, va exista o răsucire elastică a volantului. Volantul, având o anumită masă și moment de inerție, va începe să oscileze. Frecvența de oscilație (numărul de vibrații pe secundă) va depinde de masa volantei, pe distribuția masei în funcție de distanța de la centrul de rotație, rigiditatea la torsiune a tijei. Sistemul oscilant-volant, avand un anumit moment de inertie si rigiditate, va avea o frecventa destul de clara a oscilatiilor (frecventa de oscilatie naturala). Astfel de oscilații ale sistemului, cauzate de o singură aplicare a cuplului, se numesc vibrații de torsiune libere sau intrinseci. Dacă sistemul (la tijă și volant) nu este aplicat din nou cuplul, atunci oscilațiile vor disparea treptat, iar volantul se va opri în cele din urmă, luându-și poziția inițială într-o stare de repaus. Atenuarea oscilațiilor apare datorită fricțiunii tijei din rulment, a volantului în jurul aerului și, de asemenea, datorită fricțiunii intramoleculare în tijă. Cu oscilații, volantul se rotește relativ la poziția inițială cu un anumit unghi φ în ambele direcții, iar cu oscilații amortizate acest unghi va scădea continuu. Abaterea volantului din poziția inițială se numește amplitudinea oscilațiilor. Când oscilațiile cad, în ciuda scăderii amplitudinii, frecvența de oscilație rămâne constantă. Evident, pentru a menține oscilațiile volantului, trebuie să aplicați periodic un moment extern (deranjant).
Oscilațiile torsionale care apar sub influența forțelor externe sunt numite vibrații forțate. Frecvența oscilațiilor forțate este egală cu frecvența aplicării forțelor deranjante. În cazul în care frecvența vibrațiilor de torsiune coincide cu frecvența naturală a, apare fenomenul Rezonanțele oscilații sa.Pri-amplitudine va crește până la o dimensiune maximă, ceea ce poate duce la eșec al sistemului. Sistemul de rotire a volantului discutat mai sus are o singură frecvență naturală și se numește un sistem simplu de o masă. În cazul în care asigura un arbore lung, la anumite intervale de timp și mai multe volanți le rotesc printr-un anumit unghi, de strângere, astfel, porțiunile de arbore între volantele, și apoi drumul, atunci vom obține complexe vibrațiilor de torsiune astfel YN
Figura 66. Sisteme de oscilare torsiune cu masă unică (a) și multi-masă (b)
a unui sistem multimas. Sistemul nu va avea o singură frecvență de oscilații naturale, ci mai multe (una mai mică decât numărul de volante fixe).
Arborele cotit al unui motor diesel poate fi considerat, de asemenea, ca fiind format din secțiuni elastice între care sunt fixate masele, care sunt manivele cu tije de legătură și pistoane atașate la acestea. La acest sistem, se adaugă și o masă rotativă a armăturii generatorului, conectată la arborele cotit prin intermediul ambreiajului cu motor diesel.
În timpul funcționării motorului diesel cu forța care acționează arborele cotit de la presiunea de gaz pe pistoane și forța inerțială de părțile mobile. Aceste efecte sunt repetate în mod regulat într-o anumită secvență și la o frecvență proporțională cu frecvența de rotație a arborelui cotit. Datorită naturii variabile a timpului de aplicare a maselor rotative atașate arborelui va efectua oscilații de torsiune la care răsucirea periodice și detorsiunii porțiunilor arborelui elastic. Vibrațiile torsionale sunt suprapuse pe rotația constantă a arborelui. Deoarece arborele cotit al motorului diesel are mai multe mase rotative, el are, de asemenea, mai multe frecvențe naturale de oscilații de torsiune. De exemplu, arborele cotit PD1M diesel care transportă masa șase cilindri și masa generatorului are șase 5100 13 700 modurile proprii 22 000 OSC / min, etc. In operarea modificărilor de frecvență diesel forțe perturbatoare - .. forțele de inerție și de presiunea gazelor - Proporțional cu viteza arborelui. Frecvența forței perturbator egală cu frecvența de rotație a arborelui motor diesel (otravă), numită frecvența fundamentală sau prima armonică. Forțele de forță în motoarele diesel se compun, de obicei, din mai multe armonice. Dacă frecvența oricărei componente armonice coincide cu una dintre frecvențele naturale ale axului, atunci apare rezonanța. Frecvența de rotație a arborelui la care are loc rezonanța se numește critică. Ocuparea forței de muncă de motorină la frecvența critică este inacceptabilă, deoarece în acest caz tremura uzura lui rapidă și distrugerea lagărelor, și, uneori, eșecul arborelui cotit și a altor părți.
Pentru a preveni aceste efecte, modifica dimensiunile arborelui, masa volantului, localizarea lor, crește rigiditatea arborelui, reduce greutatea pistonului, astfel încât intervalul de lucru al arborelui de rotație pentru a elimina din frecvențele critice. Cu toate acestea, de multe ori acest lucru nu este suficient, atunci amortizoare (amortizoare) sau antivibratoare pendul sunt folosite pentru a suprima oscilațiile torsiune rezonante. Acestea sunt de obicei instalate pe capătul arborelui.
Amortizoarele creează rezistență la vibrațiile de torsiune și își sting energia și la frecvențele rezonante reduc amplitudinea unghiurilor de rotație ale maselor. Antivibratoarele modifică frecvențele de oscilare naturale ale arborelui astfel încât să nu coincidă cu componentele armonice ale momentelor interesante. Să explicăm funcționarea antivibratorului pendul pe o schemă simplă prezentată în Fig. 67, a, b, c.
Pasajul de marfă dintr-o poziție extremă la alta, și apoi revenind-l în poziția sa inițială de capăt se numește oscilație totală, iar trecerea menționat distanța de marfă - perioada de oscilație. Diagrama (vezi. AMP. 67, a) mărfurilor A este suspendat pe o tijă și o forță efectuează oscilații libere cu o anumită amplitudine unghiulară maximă a cărei valoare este f sistem de suspendare încărcare suplimentară B (vezi. Fig. 67 b) și atașarea același efect ca și în primul caz, observăm că amplitudinea oscilației sarcinii va fi mai puțin, după cum se poate vedea pe colțul Q2, precum și frecvența vibrațiilor libere va fi diferit decât frecvența de oscilație a sarcinii A.
Pe acest principiu, locomotive diesel de tip pendul sunt, de asemenea, aranjate. Pentru a conduce arborele de 1 sunt suspendate pe perimetru cu greutăți suplimentare de mobilitate limitată 3 (vezi. Fig. 67 c), poziția care în timpul rotației arborelui determină frecvența și amplitudinea oscilațiilor libere ale arborelui. Cu rotația uniformă a arborelui (accelerația e = 0), greutățile 3 rămân în poziția de mijloc. Dacă, din orice motiv, viteza arborelui începe să crească (e> 0), apropiindu-se de cea critică, sarcinile 3, datorită inerției, își vor menține viteza inițială, deflectând înapoi și împiedicând arborele să se rostogolească. Frecvența propriilor oscilații se modifică. Astfel, sistemul vibrațional nu intră în rezonanță datorită unei modificări a frecvenței oscilațiilor naturale. Și, dimpotrivă, în scădere
Fig. 68. Antivibrator:
1 - hub-ul; 2 pere; 3 - bucșa; 4 - lama; "> cercuri de frecvență de rotație (de ex<0) грузы 3, сохраняя свою первоначальную частоту вращения, сместятся вперед, закручивая вал и предупреждая совпадение вынужденной частоты с собственной.
amortizoare de vibrații. amortizoare de vibrații cu pendul dinamic (pentru motoarele diesel de tip 1 OD 100), amortizoare, frecare vâscoasă (unele motoare diesel tip D49) sau amortizoarele de vibrații combinate (pentru motoarele diesel 2A-5D49) pentru controlul vibrațiilor de torsiune crankshafts arbori diesel sunt folosite, care sunt o combinație a unui antivibrator pendul cu stingator vâscos frecare. În Fig. 68 arată proiectare antivibrator 10D100 diesel. 1 butuc oțel, presat la arborele cotit al unui motor diesel, are toate cele trei discuri de găuri de perimetru cu bucșe presate 3, în care degetele sunt introduse cu un decalaj de 5 (16 buc.). Degetele sunt blocate în direcția axială a lamelelor 4. În cele două rânduri de degete sunt suspendate cu un decalaj și opt greutăți segmentale identice 2.
Setul de degete al antivibratorului constă din patru tipuri, care diferă numai în diametrul exterior. Diametrul degetelor determină reglarea antivibratorului cu o anumită ordine (armonică) în raport cu frecvența naturală a oscilațiilor de torsiune ale arborilor cotiți ai motorului diesel. Numărul degetelor de fiecare tip (o setare) - 4 buc. Pentru a asigura o instalare corectă a găurilor pentru degete în butucul de pe suprafața cilindrică exterioară a discurilor laterale butuc A și B fiecare gaura bătut împotriva cifrele corespunzătoare numărului (tip) a degetului, care ar trebui să fie în această gaură. Figurile corespunzătoare sunt de asemenea ștampilate la capetele degetelor. vibrații torsionale cauzează vibrații ale arborelui cotit 2 greutăți în interiorul decalaje între pini și bucșe, ceea ce duce la o modificare a frecvenței naturale de oscilație a arborelui cotit și previne coincidența frecvență naturală și forțată.
Luați în considerare cazul în care arborele cotit se rotește la o viteză mai mică sau mai mare decât viteza critică. Apoi sarcini sub acțiunea forțelor centrifuge dinspre centru spre poziția extremă într-un decalaj între degete 5 și găurile, dar odată ce arborele cotit începe să funcționeze la viteza critică, de exemplu, la 550 rot / min, o pereche de marfă calculată pentru a stinge aceste rezonanță vibrațiile intră în acțiune, și anume prin creșterea vitezei arborelui cotit datorită sarcini de inerție va tinde să mențină aceeași viteză și, în consecință, să păstreze un anumit unghi și pentru a preveni răsucirea arborelui. Odată cu scăderea vitezei de rotație, dimpotrivă, frecvența de rotație a mărfurilor va depăși viteza de rotație, și, prin urmare, împiedică rotirea axului în cealaltă direcție.
În timpul funcționării, din cauza unei perturbații, pot apărea vibrații de torsiune în intervalul de viteză de operare. Aspectul vibrațiilor torsionale poate fi detectat prin schimbarea frecvenței de rotație a arborelui motor. Pe măsură ce frecvența critică se apropie de zgomotul motorului diesel, activitatea sa este instabilă. Vibrațiile torsionale se vor manifesta numai la o anumită frecvență de rotație; Pe măsură ce frecvența este crescută sau scăzută, acestea se opresc.
creștere semnificativă a vibrațiilor de torsiune se poate produce prin creșterea alimentării cu combustibil la unul sau mai mulți cilindri. vibrațiilor de torsiune ale arborelui de pe motoarele diesel 1 OD 100 în funcțiune se poate produce atunci când un mare role de uzură antivibrator, asamblare snubber Abuz, la bruiaj marfa.
Pendulul snubber diesel 2A-5D49, în esență, aceeași structură cu motorină antivibrator 1 ML 100. pronaos său are două discuri, între care sunt suspendate pe degete, cu un decalaj în conjuncție șase marfă, dintre care patru sunt reglate pe aceeași frecvență, iar celelalte două - cealaltă.
amortizoare de vibrații (amortizare) de frecare vâscoasă (vezi. fig. 58, poz. 1) constă dintr-o carcasă umplută cu un fluid de silicon vâscos (cauciuc lichid). În interiorul clădirii există volantul, ghidat de două inele laterale. Acțiunea amortizorului se bazează pe absorbția energiei de vibrație prin frecare dintre masa inerțială și lichid vâscos. Când arborele cotit al motorului diesel se rotește uniform, volanta prin forța de frecare dintre acesta și lichidul se va roti, de asemenea, la o viteză constantă. Dacă există vibrații de torsiune pe un ax al unui motor diesel, datorită prezenței energiei prin frecare vâscoasă a vibrațiilor vor fi absorbite.
snubber combinată constă dintr-un pendul antivibrator și amortizor de frecare vâscoasă atașate unul la celălalt.
Antivibratoarele combinate reduc tensiunea de la vibrațiile de torsiune de 1,5 ori în comparație cu amortizoarele de silicon.
Pe cotiți amortizoare de vibrații PD1M diesel nu se aplică, deoarece frecvența de rotație critică se află în afara zonei de lucru a frecvenței de rotație a arborelui cotit. Acest lucru se realizează prin utilizarea de fontă în loc de pistoane din aluminiu și de a crește rigiditatea arborelui cotit.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: