 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Источники вибрации механического происхождения
Вибрация электроприводов БМП, вызываемая силами механического происхождения, так или иначе связана с вращением ротора. В большинстве случаев появление вибровынуждающих сил определяется конечной точностью изготовления и сборки узлов электропривода, их износом в процессе эксплуатации. Одной из основных причин низкочастотной вибрации электроприводов является неуравновешенность ротора и появление связанных с ней центробежных сил Динамическое равновесие ротора, вращающегося вокруг одной из своих главных осей инерции, определяется системой уравнений
где : Fi- вектор центробежной силы, действующей на i-й элемент ротора; mi - масса i-го элемента ротора; ri - расстояние от центра масс элемента до оси вращения ротора; Неуравновешенное состояние ротора характеризуется двумя приложенными к центру его масс векторами, перпендикулярными оси вращения : главным вектором центробежного момента инерции (или главного момента дисбаланса ) J0=[DmL],гдеL - плечо (расстояние между опорами) приложения пары дисбалансов Dm и главным вектором статического дисбаланса DCT = mrt * Нарушение условия (4.1), т.е. Статическая неуравновешенность полностью определяется эксцентриситетом eCT. Причинами статической неуравновешенности роторов являются несоосность ротора и шеек вала, кривизна его оси, различие в массе одинаковых диаметрально противоположных элементов (полюсов синхронных приводов или секций обмоток якоря), смещение массы пропиточного лака при сушке и т.п.
Рис. 4.1 Виды неуравновешенности ротора в зависимости от положения главной центральной оси инерции: O’O’ - статическая ; O’’O’’- моментная ; O’’’O’’’- смешанная. Нарушение условия (4.2), т.е. В общем случае неуравновешенные массы ротора приводятся не менее чем к двум массам, лежащим в разных осевых плоскостях на разных расстояниях от оси вращения и середины ротора. Ось такого ротора пересекается с главной центральной осью инерции вне центра масс. Неуравновешенность в этом случае называется смешанной, так как нарушаются оба условия (4.1) и (4.2) : (DCT ¹0, J0 ¹ 0), т.е.
где Сn = Crt* C1 /(Crt + C1) - полная жесткость ротора Crt и опор C1; mrt- масса ротора. Жесткость ротора зависит от наличия шпоночных канавок на валу для фиксации пакета стали и коллектора, больших зубцов в пазовой зоне бочки и т.д. В большинстве случаев ротор жестко связан со статором и корпусом электропривода, который обычно крепится к корпусу бытовой машины через виброизоляторы. Тогда для ротора на подшипниках качения с эксцентриситетом eCT и статора массой mst жестко связанным с корпусом привода, установленного на виброизоляторы, имеем следующее выражение для амплитуды колебаний статора ( корпуса ) Yst :
где Как правило, собственные частоты колебаний ротора в подшипниках у машин малых и средних габаритов находятся в области частот много больше частоты вращения ротора. Интенсивность вибрации на этих частотах может служить диагностическим признаком качества обработки поверхностей качения и качества смазки. Работа щеточно - коллекторного узла в электроприводах так же приводит к появлению вибрации механического происхождения в широком диапазоне частот. Удары щеток о коллектор при переходе с пластины на пластину приводят к появлению вибрации на частотах кратных числу пластин Z k и частоте вращения w rt;
где r = 0,1,2,3...n; Вынуждающие силы пропорциональны массе щеток и скорости их относительного перемещения и возрастают при появлении дефектов коллектора (перекос щеток, дефекты поверхности скольжения, повреждение щеткодержателей). К источникам вибрации механического происхождения относятся также подшипники скольжения и качения. Вибрации подшипниковых узлов эл. приводов приводятся ниже в отдельных параграфах.
Поиск по сайту: |
и моментов 
.
; (4.1)
. (4.2)
- эксцентриситет ротора; Mi - вектор момента центробежных сил i-го элемента относительно главной оси инерции ротора, перпендикулярного оси вращения; 
- расстояние массы до опор ротора.
CT.
, связано с параллельным смещением главной центральной оси инерции относительно оси вращения ротора (DCT ¹ 0, J0 = 0) и вызывает статическую неуравновешенность (см. рис. 4.1).
, связано с распределением неуравновешенных масс ротора, вызывающим появление отличного от нуля угла между осью ротора и его главной центральной осью инерции (DCT = 0, J0 ¹ 0). При этом обе оси пересекаются в центре масс ротора. Такая неуравновешенность называется моментной. Причиной моментной неуравновешенности являются перекосы насаживаемых на вал узлов: коллектора, крыльчаток и т.п.
.Качество балансировки ротора определяется остаточной неуравновешенностью, характеризуемой величиной 
или эксцентриситетом ест. Вибрация вращающегося ротора зависит не только от величины неуравновешенности, но и от ряда конструктивных особенностей и внешних условий, таких как жесткость ротора, его температура и др. Так при вращении ротора центробежные силы неуравновешенного ротора изгибают ротор, увеличивая неуравновешенность. На определенной частоте, называемой первой критической, величина прогиба резко возрастает, а возникающие при этом динамические нагрузки на подшипники могут привести к их разрушению. Критические частоты роторов большинства электроприводов БМП совпадают с частотами собственных изгибных колебаний ротора. Собственная частота изгибных колебаний ротора определяется по формуле:
,(4.3)
, (4.4)
- собственная частота колебаний статора на виброизоляторах с жесткостью С2 ; mrt- масса ротора.
, (4.5)