Возбуждающих колебаний

Большой интерес для практики представляет установившаяся реакция машинного агрегата на обобщенное гармоническое воздействие типа Мс (t) = elki, которое по формуле Эйлера можно представить в виде eikt = cos kt -\- i sin kt. Эта реакция позволяет выяснить, как машинный агрегат реагирует на возбуждающие колебания различной круговой частоты k.

Приведенные примеры характерны тем, что в обоих случаях элементы, возбуждающие колебания (зубчатая муфта между турбиной и редуктором и зубчатая пара второй ступени), и элементы, на которых развиваются интенсивные резонансные колебания (шестерня II ступени и ротор турбины), разделены торсионом, который обычно рассматривается как «слабая» связь, играющая роль фильтра, изолирующего обе части системы, расположенные по разные стороны от торсиона. Порядок обнаруженных собственных частот показывает, что они лежат значительно выше области частот, определяемых образованием узлов на участках соединительных валов, и обусловливается, по всей вероятности, подат-ливостями участков, включающих зацепления. Следует отметить, что в описываемом случае исследовались лишь крутильные колебания, возникающие в системе. Обнаруженные при экспериментах режимы повышенных вибраций и достаточно четко вырисовывающиеся резонансные кривые еще раз подтверждают актуальность расчетного предсказания собственных резонансных частот системы и построения амплитудно-частотных характеристик колебаний рассматриваемых систем.

В этой связи подчеркнем, что газодинамические силы, возбуждающие колебания рабочих лопаток, пропорциональны плотности среды. Так как значительная часть влаги концентрируется в закро-мочных следах, то средняя плотность здесь максимальная и возмущающие силы возрастают по сравнению с этими силами при перегретом паре. Учитывая важность проблемы эрозии рабочих лопаток, проанализируем дисперсные характеристики вихревых следов. Опытные данные К. Г. Георгиева [28] представлены в форме зависимостей среднемассовых Я,к и модальных dKm! диаметров .капель, а также среднеквадратичных отклонений

Подобные же возбуждающие колебания импульсы, хотя и .меньшей интенсивности, лопатка получает, проходя мимо кромок сопловых лопаток, против которых полное давление пара (газа) в потоке, выходящем из сопел, несколько падает. При числе сопел z\ на всей окружности колеса секундное число импульсов составит z\nceK.

Уменьшение действия смазочного слоя, возбуждающего колебания, достигается повышением статической выгрузки опор, в частности, путем повышения давления подаваемой смазки, особым выполнением поверхности вкладышей — путем придания им овальной формы или формы дугового многогранника, качающимися колодками по типу опорных элементов Мичеля, пружинящими втулками, помещаемыми в слое смазки [51. Одни из этих устройств уменьшают возбуждающие колебания силы, другие (качающиеся колодки и промежуточные втулки) являются примитивными демпферами. Эти устройства компактны, но рассчитать их и изготовить надлежащим образом пока еще достаточно трудно.

Наряду с указанными силами, воздействующими на вибрацию роторов, существуют и другие факторы, возбуждающие колебания вращающихся роторов, основными из которых являются: неодинаковая жесткость вала в двух главных плоскостях изгиба, податливость опор вала и их анизотропность, зазоры в подшипниках и т. д.

Уплотнения должны быть виброустойчивыми. При протекании через них пара не должны возникать аэродинамические силы, возбуждающие колебания ротора (см. гл. 19).

8 электромагнитных вибровозбудителях силы, возбуждающие колебания, создаются в результате воздействия переменного во времени магнитного поля на ферромагнитные тела. Пример системы с электромагнитным вибровозбудителем представлен на рис. 1, а. Система состоит из сердечника электромагнита с обмоткой, якоря и упруго опертого тела, с которым жестко связан якорь. Когда по обмотке протекает ток, возникает магнитное поле, силовые линии которого замыкаются. В магнитном поле на торцовые сечения сердечника и якоря действуют поверхностные нагрузки, направленные согласно рис. 1, б. Если ток переменный, то нагрузки изменяются во времени, возбуждая колебания якоря и скрепленного с ним тела, например рабочего органа вибромашины.

Основными достоинствами электромагнитных вибровозбудителей являются: 1) простота регулирования амплитуды вибрации и возможность ее регулирования при работе устройства, это позволяет включать электровибрационные устройства в системы с автоматическим управлением производительностью; 2) надежность и долговечность, что обусловлено отсутствием в вибровозбудителе пар трения; 3) возможность применения в одной вибромашине нескольких одновременно действующих вибровозбудителей без специальных мер по обеспечению синхронизации; это обусловлено синхронностью работы вибровозбудителей при питании от общей сети и позволяет рассредоточить силы, возбуждающие колебания, по протяженному в одном или двух направлениях упругому рабочему органу. Таким способом можно добиться, чтобы колебания рабочего органа мало отличались от его колебаний как твердого тела. С помощью двух вибровозбудителей и более можно также получить различные траектории вибрации, например винтовые.

суммарные силы М^ах " ^тах> возбуждающие колебания в миогопоточных механизмах и машинах, при выборе оптимальных параметров и и 7 снижаются в десятки раз.

3. Электромагнитный. Силы, возбуждающие колебания, создаются за счет изменения во времени магнитного поля, действующего на ферромагнитное тело (см. рисунок). Взаимодействие определяется изменением индуктивности электрического контура с током, а также магнитного поля при колебаниях ферромагнитного тела.

3. Электромагнитные возбудители. Силы, возбуждающие колебания колебательной системы создаются путем изменения во времени магнитного поля, действующего на ферромагнитное тело (якорь), связанное с колебательной системой. Взаимодействие обусловлено изменением индуктивности контура с током, создающим поле, и вследствие этого дополнительным изменением тока и поля при колебаниях якоря.

Наличие максимумов и минимумов в ближней зоне мешает ее использованию для ультразвукового контроля, поскольку затрудняет определение координат и эквивалентных размеров дефектов по значению максимума эхо-сигнала. Предложены несколько способов уменьшения этих осцилляции. Хорошие результаты получены при использовании круглых преобразователей, амплитуда возбуждающих колебаний которых центрально-симметрична, но неравномерна по радиусу. Это достигается рас-поляризацией центральной части пьезоэлектрических преобразователей или нанесением электродов в форме розетки. Установлено, что если амплитуда возрастает от центра к краю по закону (Рл/а)" при п > 2, осцилляции в ближней зоне малозаметны [71 ].

а подшипниковый узел как новый источник сил возбуждающих колебаний общей системы.

Поднимем на фанерке всю систему. Очень быстро и легко можно подобрать такую частоту взмахов фанерки (частоту внешних возбуждающих колебаний), даже если они будут легчайшими покачиваниями, когда кубик начнет раскачиваться все сильнее и сильнее и наконец сорвется с пружин — система разрушилась. Наступил резонанс — совпали возбуждающая ча-6*

Без преувеличения можно сказать, что вся теория колебаний родилась и существует для борьбы с резонансом. Для того чтобы спасти от резонанса и, следовательно, разрушения техническую конструкцию, нужно все возможные частоты возбуждающих колебаний (спектр частот возбуждающих колебаний) отодвинуть возможно дальше от полосы, которую занимают все 6 частот собственных колебаний (спектр частот собственных колебаний). Покажем на нашей модельке некоторые пути борьбы с резонансом.

I. Будем по-иному, с иной частотой встряхивать фанерку, значительно чаще, чем раньше, еще чаще, еще... Теория колебаний утверждает, что если частота возбуждающих колебаний будет в 2,5 раза превышать частоту собственных колебаний, то с некоторыми оговорками можно утверждать, что опоры поглотят 81% 'вибронагрузок. А при разрыве в 3, 4 и 5 раза эффективность поглощения составит соответственно 87,5%, 93% и 96%. К сожалению, в реальных условиях не всегда возможно

сдвигать частоты возбуждающих колебаний — гораздо легче манипулировать частотами собственными.

где pt— спектр частот возбуждающих колебаний; w — спектр частот собственных колебаний; т — масса системы; с — жесткость системы (в нашем случае, жесткость вибро-орор).

В заводских условиях на работающий станок действует широкий Спектр частот возбуждающих колебаний (резание, ковка, другие технологические процессы), значительно различающихся по величине и направлению. Близость или совпадение с частотой возбуждающих колебаний даже одной из шести частот какой-либо детали, узла или всего станка в целом приводит к неоправданно быстрому снижению точности и производительности станка, уменьшению срока его службы. Четкое распределение объемов и масс вокруг основной принятой геометрической оси станка приводит к созданию простых монолитных форм и, как следствие, к сужению ширины спектра частот собственных колебаний всего станка в целом.

возбуждающих колебаний (удары ветра, подземные толчки и т. д.)? Ведь это в конечном итоге сказывается на сохранности здания него оценке как архитектурного образца. Связь пропорций тела с распределением масс внутри его, величинами жесткости и частотами собственных колебаний может быть прослежена, по-видимому, не только в технических конструкциях, но использована для объяснения и обобщения более широкого круга явлений. Часть этих явлений сведена в табл. 2.

Преобладающий спектр частот возбуждающих колебаний в данном цехе (механический, кузнечно-прессовый и т. д.)

Возможность развития, материального преобразования является отличительной чертой любого живого существа в развивающемся мире. В неживой природе возможность прогресса, или существования, обеспечивается воздействием внешних сил. Для человека прогресс в физическом развитии организма обеспечивается воздействием внешних сил, а также воздействием сил, которые возникают во время собственного движения. Для предметов, созданных руками и разумом человека (а также для иных живых существ), прогресс будет обеспечиваться воздействием внешних сил, а также инстинктивным, на первых порах, а затем деятельным, активным отбором человека (или иных живых существ). Защита нормальной работоспособности и функционирования организма при воздействии спектра динамических нагрузок, значительно различающихся по величине и направлению (а также случайных по времени), выражается в стремлении надежно самоизолироваться; спектр частот возбуждающих колебаний- может выражаться полосой вибрации, серией ударов, единичными ударами или суммой всех этих воздействий. Под влия-