Оптимизация низкочастотной балансиоровки ротора ГД – 40

О. К. Слива, В. Н. Шахринов

Аннотация


Для борьбы с роторной вибрацией малоразмерных роторов массой до трёх килограмм в России широко используются низкочастотные балансировочные станки серии ВМ «Морион», осуществляющие их статическую и моментную балансировку. Однако,
как показала практика на предприятии, низкочастотная двухплоскостная балансировка
(НЧБ) роторов ГД-40, используемых в системе наддува дизелей, в 15–20 % случаев
приводит не к уменьшению, а к увеличению вибрации ротора. В предлагаемой работе
исследуется причина этого явления и способы её устранения. Построена дискретно
континуальная модель ротора и определены его критические частоты вращения и собственные формы. Разработана вероятностно-статистическая модель исходного дисбаланса ротора ГД-40 с насадными деталями. Показано, что две плоскости коррекции,
используемые при балансировке, расположены вблизи пучностей I и II форм ротора,
так что корректирующие массы, уравновешивающие статический и моментный дисбалансы, создают достаточно большие обобщённые вынуждающие силы на его I и, особенно, на II собственных формах. Это и приводит к увеличению вибронагруженности
ротора после двухплоскостной НЧБ. Предложено проводить балансировку не в двух,
а в трёх плоскостях коррекции, используя в качестве исходных данных результаты
предварительного экспериментального определения статического и моментного дисбаланса ротора на станке «Морион», что позволяет ортогонализовать силы инерции корректирующих масс к более опасной второй собственной форме. На основании расчёта амплитуд вынужденных колебаний ротора при 50 вариантах распределения случайных дисбалансов показано, что трёхплоскостная балансировка позволяет значительно уменьшить вибронагруженность ротора во всей зоне рабочих частот, полностью исключив случаи её увеличения.

Ключевые слова


ротор, дисбаланс, критическая частота, балансировка, собст- венная форма, корректирующая масса, плоскость коррекции, низкочастотная балансировка, статистическая модель дисбаланса

Полный текст:

PDF

Литература


Biderman V.L. Teoriya mekhanicheskikh kolebaniy [Theory of Mechanical Vibrations]. Moscow, High School Publ., 1980. 68 p.

Bishop L., Parkinson А. [On the Application of Balancing Machines for Balancing Flexible Rotors]. Construction and Engineering Technology, 1972, no. 2, pp. 66–83. (in Russ.)

Ventcel' E.S. Teoriya veroyatnostey i ee inzhenernye prilozheniya [Probability Theory and Its Engineering Applications]. Moscow, High School Publ., 2000. 46 p.

Yan S., Sievert R. [Vibration Sensitivity of Large Turbine Generator Shaft Trains to Unbalance]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 125–134. (in Russ.)

Bertoneri M., Forte P. [Turbomachinery high speed modal balancing: modeling and testing of scale rotors]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 95–102. (in Russ.)

GOST 19534-74. Balansirovka vrashchayushchikhsya tel. Terminy [Balancing of rotating bodies. Terms]. Moscow, Standartinform Publ., 1974. 22 p.

GOST 24346-80. Vibratsiya. Terminy i opredeleniya [Vibration. Terms and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 1991. 40 p.

Grigoriev V.N. Vibratsiya energeticheskikh mashin [Vibration Energy Machines]. Moscow, Engineering Publ., 1974. 464 p.

Gusarov A.A. Dinamika i balansirovka gibkikh rotorov [Dynamics and Balancing Flexible Rotors]. Moscow, Science Publ., 1990. 89 p.

L’vov M. [Application of Turbine Generator Train Rotordynamic Analysis for Setting Residual Modal Unbalance Requirements for High Speed Balancing of a Single Rotor]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 80–95. (in Russ.)

Racic Z., Racic M. [Development of a New Balancing Approach for Significantly Eccentric or Bowed Rotors]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 103–110. (in Russ.)

Kellenberger T. [As Can Be Flexible to Balance the Rotor: a N or (N + 2) Planes?]. Construction and Engineering Technology, 1972, no. 2, pp. 53–64. (in Russ.)

Knopf E., Kruger T., Nordmann R. [Residual Unbalance Determination for Flexible Rotors at Operational Speed]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 134–145. (in Russ.)

Sliva D.C. [Discrete Models of Oscillating Blades Turbomachinery]. Dynamics and Strength of Machines, 1966, no. 4, pp. 37–46. (in Russ.)

Schepetilnikova V.A. (Ed.) Osnovy balansirovochnoy tekhniki [Fundamentals of Balancing Technology]. Moscow, Engineering Publ., 1975. 76 p.

Panovko Ya.G. Vvedenie v teoriyu mekhanicheskikh kolebaniy [Introduction to Mechanical

Vibrations]. Moscow, Science Publ., 1980. 55 p.

Samarov N.G. [Determination of the Place and the Value of Variable Speed Rotor Imbalance

Flexible]. Powermachinebuilding, 1966, no. 8, pp. 29–38. (in Russ.)

Tasora A., Masarati P. [Analysis of Rotating Systems Using General-Purpose Multibody Dynamics].

-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International Conference

on Rotor Dynamics], 2014, pp. 150–167. (in Russ.)

Preciado E. [Conditions Required for the Elimination of Trial Runs During the Balancing of

Flexible Rotors]. 9-ya mezhdunarodnaya konferentsiya po rotornoy dinamike IFToMM [9th International

Conference on Rotor Dynamics], 2014, pp. 110–117. (in Russ.)


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.