ГОСТ Р 53578—2009
Y
X — отношение жесткости подшипниковогоузла к жесткости ротора. У — отношение критической частоты вращении к рабочей
частоте вращения, а — 1-я форма собственных колебаний жесткою ротора Ь—2-н форма собственных колебаний жесткого
ротора:е — 1-я мода изгибных колебаний(низкая жесткость опоры),d — 1-я мода изгибныхколебаний (высокаяжесткость опо
ры);е —2-я мода изгибиыхколебаний; f —3-я модаизгибиыхколебаний, g —жесткостьмасляногослоя подшипника; ft — рабо
чийдиапазончастотвращения
Рисунок С.2 — Положение критических частот вращения для ротора гибкого типа
На рисунках С.1 и С.2 изменения первой, второй и третьей критических частот вращения изображены лини
ями a—d. Ь—е и с—f соответственно. Обычно вследствие асимметрии жесткости масляного слоя в подшипнике и
конструкции подшипниковой опоры для разных направлений каждая критическая частота вращения «расщепля
ется» на пару критических частот, соответствующих разным значениям жесткости опоры в двух взаимно перпен
дикулярных направлениях, однако здесь для простоты анализа опоры предполагают изотропными. При малой
жесткости опоры две низшие моды колебаний соответствуют колебаниям жесткого ротора, а третья соответству
ет первой моде изгибных колебаний. Ротор на жестких опорах имеет только собственные моды изгибных колеба
ний. Если приближенно известна жесткость масляного слоя подшипника, то ее следует указать на графике,
поскольку она соответствует максимально достижимой жесткости опоры. У многих машин пиковые значения коле
баний на критических частотах вращения наблюдают во время разгона и выбега, что позволяет получить прибли
женную оценку жесткости опоры.
С.4 Определение типа ротора
Данные, представленные на рисунке С.1. характерны для ротора, который в рабочих условиях проявляет
себя как ротор жесткого типа. И при низкой, и при высокой жесткости опоры значения первой собственной частоты
изгибных колебаний (участки с и d соответственно) лежат выше рабочего диапазона частот вращения. Вдиапазо
не. где жесткость опоры лишь немногим меньше жесткости ротора, было бы возможно проявление некоторого
влияния изгибных колебаний на динамику ротора. Однако дпя примера на рисунке С.1 это не имеет места,
поскольку указанный диапазон лежит выше жесткости масляного слоя. На практике жесткость ротора много боль
ше жесткости его опоры, поэтому проявление изгибных колебаний будет минимальным.
Если кривые изменения критических частот вращения подобны показанным на рисунке С.2. то данный
ротор считают гибким. Дпя машин с жесткой опорой первая критическая частота вращения (участок d) лежит ниже
рабочей частоты вращения ротора, а при низкой жесткости опоры собственная частота первой моды изгибных
колебаний (участокс) лежит достаточно близко к рабочей частоте, чтобы оказывать влияние на динамику ротора.
C.S Дополнительные замечания
Рассмотренный метод исходит из предположения, обычно выполняемого для крупных роторных систем, что
опоры ротора выбирают с учетом их жесткости. Он не применим, если опоры выбирают только с учетом поддержи
ваемой массы ротора (в ряде случаев даже заставляя их работать в режиме резонанса). Однако если метод
используют для крупных стационарных газовых турбин, у которых в состав подшипниковой опоры входит корпус
турбины, то он позволяет правильно идентифицировать большинство роторов, которые на рабочей частоте вра
щения проявляют свойства гибкого ротора.
С.6 Промежуточные случаи
Рассмотренный метод позволяет идентифицировать тип ротора, если он отчетливо проявляет свойства
либо жесткого, либо гибкого ротора. Однако дпя ряда роторов характерно некоторое промежуточное поведение.
Если известны динамические характеристики опор, то для таких роторов применяют метод, описанный в
ГОСТ 31320. приложение Е. в котором рассматривают реакцию на добавление пробных масс посередине ротора и
вблизи его цапф.
27