Из практики эксплуатации машин и аппаратов известно, что вал при некоторых определенных числах оборотов, попадая в резонанс становится динамически неустойчивым. При этом в поперечном сечении вала возникают недопустимые поперечные колебания вала.
Число оборотов вала, при котором вал переходит в резонанс, называется критическим.
Колебания и вибрация в поперечном сечении вала обуславливается эксцентриситетом.
О1 – центр тяжести диска;
Эксцентриситет – несовпадение центров тяжести, т.е. масс.
Прогиб вала определяется: (1)
1) Если собственная скорость вращения вала меньше критической скорости, то прогиб вала не выходит за рамки допускаемого;
2) При стремлении собственной скорости вращения вала к критической, амплитуда колебаний уменьшается, но прогиб вала увеличивается до бесконечности, что может привести к разрушению;
3) В том случае, если собственная скорость вращения больше критической, то прогиб вала уменьшается, центр массы диска приближается к оси подшипников и несбалансированный диск самоцентрируется, т.е. превышение собственной скорости над критической соответствует работоспособности вала.
Вывод вала из состояния резонанса можно обеспечить за счет динамической или статической балансировки, или за счет обеспечения неравенства собственной скорости вращения и критической. Поэтому при расчете на виброустойчивость вала существуют следующие соотношения:
Для жестких валов: ;
Для гибких валов: .
Расчет критической скорости вращения вала производят по следующим условиям:
а) критическая скорость вала без учета массы вала (учитывается только масса сосредоточенных на валу масс):
– масса устанавливаемого на вал элемента;
– коэффициент влияния или коэффициент приведения, который зависит от расположения на валу масс и расположения подшипников и выбирается из табл. 3.1, стр. 158.
Выбор жесткого или гибкого вала зависит от типа центрифуги, характера обрабатываемого материала и образующегося осадка.
При обработке жидких продуктов предпочтительнее жесткие валы, при обработке сыпучих или единичных – гибкие.
На критическую скорость вращения вала влияют:
Если сосредоточенная масса расположена не в центре вала, а смещена. Если диск смещен от центра оси вала, то при вращении вала диск поворачивается на некоторый угол γ и на вал действует не только центростремительная сила, но и гироскопический момент, который препятствует прогибу вала при его прямой синхронной процессии.
Синхронная процессия – это движение некоторой прямой вокруг неподвижных точек, при этом изогнутая ось (вал) вращается вокруг линии подшипников с той же частотой и в ту же сторону, что и вал с диском, а сама изогнутая ось вала описывает коническую поверхность.
Таким образом возникающий гироскопический момент снижает не только прогиб, но и критическую скорость вращения вала.
Вылет центра масс получается в том случае, если точка крепления массы на валу (О) и центр массы (О1) не совпадают. Это характерно для барабанов, центрифуг или дисков распылительных сушилок.
При вращении вала вылет масс снижает прогиб вала, тем самым уменьшает и критическую скорость вращения, что: 1) опасно для жестких валов, которые поэтому целесообразно проектировать с возможно малым вылетом масс за счет проектирования диска сложной выгнутой формы; 2) для гибких валов уменьшение вылета масс ухудшает самоцентрирование барабана или диска, поэтому для гибких валов чем больше вылет масс, тем лучше самоцентрирование.
в) введение упругих опор вала.
При ведении расчетной схемы вала предполагается, что подшипниковые узлы являются абсолютно жесткими, в действительности же за счет деформации корпуса и подшипников, опоры вала обладают некоторой податливостью, которая характеризуется жесткостью. Кроме того, для лучшего самоцентрирования специально устанавливают опоры с некоторой податливостью и специальной жесткостью, введение которой приводит к уменьшению критической скорости вращения вала.
Читайте также: Диаметр рулевого вала форд мондео 4
Iz – осевой момент инерции относительно оси z;
α – корень решения уравнения изменения критической скорости от массы (выбирается рис. 3.12, стр. 169).
Критическая скорость с учетом массы самого вала и массы, установленной на валу, рассчитывается:
m1 – масса единицы длины вала.
Заключение: при выборе жесткого или гибкого вала руководствуются отношением рабочей скорости вращения к критической:
1. уменьшение диаметра вала уменьшает деформацию, а следовательно и уменьшает критическую скорость;
2. увеличение длины вала уменьшает критическую скорость вращения;
3. смещение массы на валу от центра уменьшает критическую скорость вращения;
4. увеличение вылета центра вращающихся масс уменьшает критическую скорость вращения;
5. введение упругих опор уменьшает критическую скорость вращения.
Расчет вала.
Для обеспечения нормальной работы любого агрегата, составляющей частью которого является вал, необходимо обеспечить нормальную работу вала, а именно необходимо, что бы вал отвечал следующим критериям работоспособности:
Расчет вала по перечисленным критериям осуществляют по методу приведения.
Суть метода: реальный вал, сложной конфигурации, нагруженный несколькими массами, в том числе и собственной, рассматривается в данном методе более простой идеализированной моделью вала с одной сосредоточенной, приведенной массой и приведенными параметрами.
За точку приведения следует считать:
а) для однопролетного вала – середину пролета;
б) для консольного вала – точку на конце консоли.
Видео:Центрирование раздаточной коробки промежуточный вал НиваСкачать
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Видео:Основы центровки валовСкачать
Самоцентрирование
Подобное самоцентрирование вал о в крайне важно, так как при этом эксцентриситет, а с ними и центробежные силы относительно оси вращения уменьшаются, вал работает спокойно, прогибы стремятся к нулю, и напряжения изгиба снижаются. [1]
Самоцентрирование пробки в коническом гнезде затруднено одновременным центрированием хвостовика в крышке крана. В конструкции по рис. 459, б приводной валик с рукояткой установлен в отдельном корпусе и связан с пробкой шлицами. Пробка разгружена от действия внешних сил и имеет возможность самоцентрироваться в гнезде. [2]
Подобное самоцентрирование валов крайне важно, так как при этом эксцентрицитет, а с ним и центробежные силы относительно оси вращения уменьшаются, вал работает спокойно, прогибы стремятся к нулю и напряжения изгиба снижаются. [3]
Обеспечивая самоцентрирование , предварительная затяжка вместе с тем увеличивает усилие страгивания ручки; летчику приходится преодолевать сумму сил трения и предварительной затяжки. Ручка ( штурвал) после страгивания отклоняется больше, чем нужно, и при недостаточном демпфировании получается заметное забрасывание самолета. [4]
Для самоцентрирования и надежного уплотнения при некотором отклонении оси клапана от вертикали грибок должен иметь сфероидальную поверхность соприкосновения с седлом. [5]
Обеспечивая самоцентрирование , предварительная затяжка вместе с тем увеличивает усилие страгивания ручки: летчику приходится преодолевать сумму сил трения и предварительной затяжки. При большом усилии страгивания затрудняются мелкие отклонения ручки: ручка после страгивания отклоняется больше, чем нужно, н при недостаточном демпфировании получается заметное забрасывание самолета. [6]
Обязательно самоцентрирование коронки для ее вращения вокруг геометрического центра бура, обеспечивающего легкое за-буривание скважины и выбуривание ее круглого сечения. [7]
Для самоцентрирования блока ключа при подводе его к трубе в передней части зева ключа на нижлем и верхнем корпусах установлены четыре накладки для работы с замками размером 146 — 155 мм и специальная накладка для работы с замками размером 108 — 118 мм. При работе с замками размером более 155 мм эти акладки снимают. [8]
Читайте также: С чем носить вале
Происходит самоцентрирование вращающегося вала в упругих опорах. В противном случае предположение о сосредоточении массы в диске и об отсутствии массы вала будет незаконно, и выведенные уравнения окажутся несправедливыми. [9]
Для самоцентрирования блока ключа при подводе его к трубе в передней части зева ключа на нижнем и верхнем корпусах устанавливают четыре накладки 32 для работы с замками размером 146 — 155 мм и специальную накладку для работы с замками размером 108 — 118 мм. При работе с замками размером более 155 мм эти накладки снимают. [10]
Для самоцентрирования блока ключа при подводе его к трубе в передней части зева ключа на нижнем и верхнем корпусах установлены четыре накладки для работы с замками размером 146 — 155 мм и специальная накладка для работы с замками размером 108 — 118 мм. При работе с замками размером более 155 мм эти накладки снимают. [11]
Точность самоцентрирования при наладке в основном зависит от точности выполнения винтовой нарезки на винтах и кулачках, а также от точности зубчатой передачи. [12]
Явление самоцентрирования широко используют в технике. Особенно это относится к центрифугам для обработки штучных изделий, кусковых материалов или плохотекучих суспензий, для которых характерны значительные дисбалансы массы и опасные динамические нагрузки. Наиболее благоприятный режим работы таких машин — режим самоцентрирования, при котором вибрация практически исчезает. [13]
Для надежного самоцентрирования машины в ряде конструкций стакан выполняют с шаровой опорой и иногда снабжают резиновым буферам. [15]
Видео:Вибрация на Ниве? Не благодарите! Допуск по заводу 0,2 сотки.Скачать
Научная электронная библиотека
2.1.4. Самоцентрирование ротора
Частным следствием модели является объяснение физической сущности некоторых механических явлений, которые имеют лишь математическую трактовку.
При наличии эксцентриситета ротора а (несовпадении центра масс с осью вращения) возникает взаимодействие центробежной силы F и силы упругости ротора Fу (рис. 2.14) [83]. При установившемся движении имеет место равновесие сил
где m – масса ротора; a – эксцентриситет; y – прогиб вала ротора; w – угловая скорость ротора; c – коэффициент жесткости вала на изгиб.
Рис. 2.14. Схема симметричного однодискового ротора [83]
При превышении угловой скорости вращения ротора некоторой критической величины wкр (при которой прогиб резко возрастает) возникает явление самоцентрирования [83], то есть прогиб уменьшается, и центр масс стремится к оси вращения.
Математическое объяснение самоцентрирования [83] следует из выражения (2.23), а именно: прогиб вала ротора y при w > wкр принимает отрицательные значения.
Физическая сущность самоцентрирования, в соответствии с разработанной моделью, основанной на совместном вращательном и орбитальном движении ротора, заключается в следующем.
При w > wкр изменяется соотношение между центробежной силой Fцб
и центростремительной силой Fс
где aс определяется по формуле (2.19). При w > wкр центростремительная сила превышает центробежную Fс > Fцб, что приводит к самоцентрированию вращающегося ротора.
Физической сущностью гравитации является центростремительное ускорение (центростремительная сила), вызванное совместным орбитальным и вращательным движением объекта.
Солнце образовалось в результате концентрации материи в центре вращения Солнечной системы под действием центростремительной силы (центростремительного ускорения). Солнце не притягивает Землю и другие планеты, Солнце является результатом действия центростремительного ускорения движущейся материи.
Причиной возникновения антигравитации является изменение соотношения между центростремительной Fцс и центробежной Fцб силами. Возможны следующие варианты этого соотношения.
Читайте также: Шрус с валом в сборе ваз 21213
1. Превышение центробежной силы над центростремительной во вращательном движении
Например, общепринято, что Вселенная расширяется. Это обстоятельство объясняется превышением центробежной силы над центростремительной в совместном орбитальном и вращательном движении темной материи, из которой состоит вся материя Вселенной. При этом расширение происходит с уменьшением скорости.
2. Искусственное изменение направления вращательного движения в совместном орбитальном и вращательном движении объекта. Это также приводит к изменению соотношения между центростремительной Fцс и центробежной Fцб силами. При этом орбитальная скорость должна превысить некоторую критическую скорость, при которой
Отсюда следует, что для получения антигравитации необходимо изменить направление вращательной составляющей скорости движения тела относительно собственной оси.
Видео:Как правильно сделать центровку валов | Соосность | ВыравниваниеСкачать
Самоцентрирование
w – точка приложения центра массы вала; s – точка приложения центра масс насаженных на вал деталей; е – эксцентриситет.
Под действием центробежной силы вал отклоняется от положения равновесия и получает прогиб «r». Точка «S» также отклоняется на эту величину.
На вал будет действовать центробежная сила: (165).
Сила упругости будет стремится возвратить систему в положение равновесия: (166).
Чтобы система вернулась в положение равновесия, эти силы должны быть равны: (167)
; 
(168).
Из (168) видно, что максимальный прогиб будет при 
; 
;
(169), т.е максимальный прогиб будет при 
. Это выражение соответствует 1-й критической скорости.
Отношение называется относительным прогибом вала.
(170)
Графическое изображение (170):
Из графика видно, что динамический прогиб будет максимальным при собственных и вынужденных колебаний близких к «1».
Если 
, что при увеличении 
относительный прогиб резко возрастает. Если отношение 
и продолжает расти, то становится отрицательным числом. И это уже происходит в закритическом режиме.
В закритическом режиме при 
фазовый угол меняет знак, т.е. фазовый угол характеризует направление действующей силы и деформации, это означает, что одна из составляющих системы (или деформация или центробежная сила) должна поменять знак. Центробежная сила поменять знак не может, следовательно, при возрастании и знак должна поменять сила, характеризующая деформацию, т.е. деформация должна пойти в противоположную сторону.
Точка S переместится на величину «е» по другую сторону относительно своей собственной оси, но не пересекая центральную ось вращения.
Это явление называется самоцентрированием. Валы, способные к самоцентрированию называются гибкими валами, работающее в зарезонансной закритической области.
Валы, работающие в докритической дорезонансной области, называются жёсткими.
Из (170) видно, что при е=0 (170) с математической точки зрения будет представлять неопределённость: .
Это означает, что если прогиб, образующейся в результате вращения вала, по какой-то причине увеличится, то возрастание силы упругости будет также увеличиваться.
Возрастание силы упругости будет значительно эффективнее чем возрастание возмущающей силы.
Критичная угловая скорость, при которой в сбалансированном вращении вала центробежная сила уравновешивается силой упругости называется критической скоростью.
Графическое изображение (170):
При полном самоцентрировании прогиб равен эксцентриситету.
Т.е. при полном прогибе в уравновешенной системе колебания периодические и могут быть рассмотрены законом колебания под действием силы . Из (168),(170) и (171) видно, что для того, чтобы уменьшить прогиб вала необходимо:
1) либо увеличить длину вала; либо уменьшить диаметр вала;
Т.к. диаметр вала уменьшать нежелательно, то увеличивают длину вала.
2) увеличить расстояние между точкой крепления ротора к валу и центром масс вращающихся деталей.
Это можно достичь путём повышения отношения длины ротора к его диаметру;
3) путём повышения коэффициента упругости опор. Для этого в центрифугах одна из опор выполняется на пружинах.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💥 Видео
КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать
Механизм преобразования вращательного движения в поступательноеСкачать
Ремонт электродвигателей Центровка электродвигателей часовыми индикаторамиСкачать
Регулировка промежуточного вала на НИВЕСкачать
балансировка карданного вала домаСкачать
Бешеная вибрация Нива 2020Скачать
Причина вибрации промежуточного вала ВАЗ 2121 НИВА LADA NIVAСкачать
ПОДШИПНИК самоустанавливающийся или самоцентрирующийся. Достоинства и основные схемы установкиСкачать
Как избавиться от вибрации промежуточного вала на НивеСкачать
Как установить раздатку или промвал на НИВЕ 213 с минимумом вибрации Часть 2.Скачать
Вибрация карданного вала которая связанна с подвесным.Скачать
Краткая диагностика кардана ВАЗ 2121 НиваСкачать
Понимание напряжений в балкахСкачать
БАЛКА - 90 СТУДЕНТОВ САМОСТОЯТЕЛЬНО СТРОЯТ ЭПЮРЫ после просмотра этого видео!Скачать
Балансировка(центрация) раздатки на Ниве. По многочисленным просьбам.Скачать
Вибрация раздатки НИВА. Убийца раздатки. Проверить за 1 минуту промежуточный карданный вал НИВЫСкачать
