ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Критические угловые скорости валов при отсутствии сил сопротивления из "Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств" Опыт показывает, что вращающиеся валы машин при определенной угловой скорости, называемой критической, становятся динамически неустойчивыми. Прп этой скорости возможны большие прогибы валов и даже их разрушение. [c.124] Критической углевой скоростью вала называется такая угловая скорость, при которой упругие восстанавливающие силы, возникающие при прогибе вала, уравновешиваются силами инерции сосредоточенных масс при их вращении вокруг линии подшипников. [c.124] Пусть имеется вертикальный вал, на который в среднем сечении насажен с эксцентриситетом е диск массой т (рис. 88, а). [c.125] Из последней формулы следует, что при вращении вала со скоростью, значительно превышающей критическую Й г стремиться к е, тогда центр масс приближается к оси вращения, а изгнутая ось вала вращается около этой оси. [c.125] Если угловая скорость вала превышает критическую, то прогибы вала вновь оказываются конечными, но они имеют знак, противоположный знаку начального эксцентриситета. Центр масс диска в этом случае будет ближе к оси враш,ения, чем центр вала (рис. 88, в). [c.126] Приведенные рассуждения сделаны без учета сил сопротивления (сил аэродинамического сопротивления, сил трения в опорах и т. д.). [c.126] Если угловая скорость вала меньше критической, то вал динамически устойчив. В этом случае, если увеличить прогиб вала, а затем устранить причину увеличения этого прогиба, то вал возвратится в первоначальное положение. Это произойдет благодаря тому, что силы упругости будут возрастать больше центробежных сил. [c.126] Когда угловая скорость вала совпадает с критической скоростью, вал динамически неустойчив. В этом случае при устранении причин, вызывающих прогиб, вал не возвращается в исходное положение. [c.126] Устойчивость вала при скорости, большей критической, обусловлена кориолисовым ускорением, которое появляется при перемещении центра масс диска 5 в радиальном направлении от точки 0 . Тогда точка 5 начинает двигаться в направлении, перпендикулярном к радиусу, и приходит в конечном итоге в положение по другую сторону от точки 0. [c.126] Рабочая скорость вала должна значительно отличаться от критической. Обычно принимают 0,7Йкр или 2 1,3 2цр. [c.127] Если критическая скорость вала превышает рабочую угловую скорость, то вал называют жестким] в противном случае его называют гибким. [c.127] При пуске машины частота враш,ения гибкого вала может иметь критические значения. Для уменьшения наибольших прогибов валов необходимо стремиться к быстрому прохождению их через положение, при котором возможен резонанс, или предусматривать специальные демпфирующие устройства. Если вал расположен горизонтально, то он вращается относительно оси, изогнутой в результате нзгиба, вызываемого действием силы тяжести диска вала. [c.127] Пример. Определить критическую скорость вертикального вала с укрепленной на нем деталью, имеющего частоту вращения п = 320 об/мин масса детали 120 кг диаметр вала й = 5 см (рис. 88, г). [c.127] Выше был рассмотрен случай, когда на вал насажен один диск. Однако валы часто имеют две и более детали. Нанример, на приводном валу молочных сепараторов закреплены винтовое колесо и корпус ведомой полумуфты. [c.128] Из данного уравнения находим два значения критической скорости, соответствующие двум формам ее упругой линии. [c.128] Критические скорости вала, несущего несколько дисков, равны собственным частотам колебаний изгиба того же вала при условии отсутствия вращения вала. [c.128] Вернуться к основной статье