空壓機(jī)運(yùn)行體系的自激振動(dòng)

在非線性空壓機(jī)體系內(nèi),由非振蕩機(jī)能量改變?yōu)檎袷幑膭?lì) 所發(fā)生的振動(dòng)稱為自澈報(bào)動(dòng)。這種振動(dòng)，常使裝備運(yùn)行掉往 不亂性,是以必需引起留意。

自激振動(dòng)的機(jī)理已在振動(dòng)分類中述及。 體系因?yàn)槭艿侥撤N初始擾動(dòng)而激起自由振動(dòng)，成果振動(dòng)相應(yīng) 將體系內(nèi)部受到的連續(xù)作用的能量改變成周期性的鼓勵(lì)，通 過(guò)反饋環(huán)節(jié)斷續(xù)地輸進(jìn)到振動(dòng)體系中往，維持或成長(zhǎng)體系的 振動(dòng)。

從外貌上望,自激振動(dòng)和逼迫振動(dòng)并無(wú)區(qū)別,但兩者是有 顯著差異的。

較根本的，自激振動(dòng)的能量來(lái)自內(nèi)部，而不象 逼迫振動(dòng)來(lái)自外部，別的，要引起自激振動(dòng)必需存在初始擾 動(dòng),而逼迫振動(dòng)沒(méi)有初始運(yùn)動(dòng)也會(huì)發(fā)生。

自激振動(dòng)也和阻尼 自由振動(dòng)不同，它的振幅并不跟著時(shí)光推移而衰減，而是一 旦泛起自激，去去難以把持。如處置不實(shí)時(shí)，常因劇烈振動(dòng) 而破壞裝備。

現(xiàn)以在扭轉(zhuǎn)空壓機(jī)中常常碰到的渦動(dòng)為例來(lái)闡明 自激振動(dòng)產(chǎn)生的進(jìn)程及其特色。

渦動(dòng)是一種因?yàn)槟Σ磷饔枚鸬脑谵D(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的自激 振動(dòng)，它的特色是軸除繞軸心扭轉(zhuǎn)外還在軸承間外貌作歸轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。

軸心軌跡不不亂在一點(diǎn)上而是形成一個(gè)旋渦狀，現(xiàn)已 發(fā)明，渦動(dòng)可由兩種方法引起:

(1)軸的抖動(dòng)，也鳴反向入動(dòng)。

即歸旋運(yùn)動(dòng)標(biāo)的目的與軸 的扭轉(zhuǎn)標(biāo)的目的相反。這種自激振動(dòng)產(chǎn)生在軸承潤(rùn)滑不充足、軸 與軸承間的間隙過(guò)年夜的情形下。

當(dāng)軸與軸承 中央距00; 較軸心0; 與軸承中央0不齊心,的問(wèn)隙很年夜， 間隙中又比力干燥、缺少潤(rùn)滑的情形時(shí),設(shè)在某一剎時(shí) 年夜，滾動(dòng)著的軸頸與軸承在K點(diǎn)接觸，軸頸即受到軸承給它的切 向作用P，力的標(biāo)的目的與軸的轉(zhuǎn)速2標(biāo)的目的相反,正 是這個(gè)力的存在，軸頸將沿軸承壁作純轉(zhuǎn)動(dòng),形成與軸扭轉(zhuǎn) 標(biāo)的目的相反的歸旋運(yùn)動(dòng)。

我們只要將切向力P平移到軸心上 就可容易望出這個(gè)成果。

力P平移到軸心后，其力學(xué)效 往,應(yīng)相稱于一個(gè)反時(shí)針標(biāo)的目的的轉(zhuǎn)距M= PR和一個(gè)作用在軸頸 中央的力P'。

力P' 平行于軸承壁接觸點(diǎn)的切線標(biāo)的目的使有 軸頸下移的趨向,而力矩M則使軸頸繞軸承而歸轉(zhuǎn)。

軸心運(yùn) (2-20) 上以點(diǎn)劃線表現(xiàn)。在軸的抖動(dòng)里,抖動(dòng)動(dòng)軌跡在圖 的能量來(lái)自轉(zhuǎn)軸自己的運(yùn)動(dòng)。

而反饋環(huán)節(jié)為軸與軸承的摩 擦，初始擾動(dòng)則由軸在某剎時(shí)與軸承接觸引起.

(2)油膜振蕩

這種振動(dòng)也鳴正向入動(dòng)，因由于軸承內(nèi)的油膜作用(液 體摩擦) ,它比因千摩擦引起的抖動(dòng)還要多見(jiàn)。

設(shè)軸逆時(shí)針標(biāo)的目的扭轉(zhuǎn)，因?yàn)檩S自己不 齊心或不服衡，軸大將作用有一個(gè)離心力C,這個(gè)離心力總 是徑向地指向軸承，而且總不會(huì)與軸頸上油的壓力取得平 衡。

軸頸上油壓的協(xié)力為P,它與經(jīng)由過(guò)程軸承中央0與軸中央0↓的連 線成qp 角度，于是有一分力Psinp使軸頸發(fā)生并維持與軸扭轉(zhuǎn)標(biāo)的目的 9 同標(biāo)的目的的歸轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

因?yàn)橛湍さ淖饔脺u動(dòng)的能量逐漸增添，軸頸渦動(dòng)隨之增 年夜。

對(duì)付高速扭轉(zhuǎn)的空壓機(jī)如汽輪機(jī)、透平壓緊縮機(jī)等,常是以而產(chǎn)生劇烈的 油膜振蕩,使裝備不克不及正常運(yùn)行，甚至引起嚴(yán)峻的變亂。

圖為油 膜振蕩的幅頻曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)軸速率Q>2ce (Oc 為臨界轉(zhuǎn)速) 時(shí)發(fā)生了強(qiáng)烈的由于此時(shí)渦動(dòng) 油膜振蕩，正好具有軸系的固有頻率，反過(guò)來(lái)又引發(fā)整個(gè)軸系共振。