УТОЧНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ СИЛ ИНЕРЦИИ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТОРА В ЩЕЛЕВЫХ УПЛОТНЕНИЯХ
, доцент; , студентка
В любой гидравлической системе наиболее ответственными элементами, которые обуславливают надежность, эффективность и срок службы системы, являются уплотнения. В современной технике наблюдается устойчивая тенденция к увеличению частот вращения валов агрегатов и переход к более быстроходным машинам и аппаратам. Это обусловлено возрастающими требованиями уменьшения габаритных, весовых и гидродинамических характеристик машин, требованиями улучшения их экономических показателей, а также требованиями увеличения выхода конечного продукта более высокого качества. Естественно, что более высокие частоты вращения валов машин и аппаратов требуют усовершенствования методов их уплотнения.
Динамические характеристики роторов центробежных насосов, определяющие надежность и долговечность этого класса машин, относятся к таким показателям качества их работы, которые формируются на первых стадиях проектирования. Неудовлетворительные динамические характеристики приводят к работе машины с повышенными вибрациями и к аварийной ситуации. В большинстве насосных агрегатов в качестве уплотнений проточной части используют щелевые уплотнения, которые, кроме ограничения перетоков перекачиваемой жидкости между ступенями, существенно влияют на вибрационные характеристики ротора. Поэтому для получения приемлемых динамических характеристик необходимо располагать надежными методами расчета гидродинамических характеристик щелевых уплотнений. Существующие в настоящее время методы аналитического расчета гидродинамических параметров щелевых уплотнений дают различающиеся между собой результаты, что обусловлено различием принятых в процессе решения задачи допущений. Поэтому требуется уточнение аналитических методов расчета, в частности влияния сил инерции на динамические характеристики ротора.
В работе определено распределение давления в щелевом уплотнении центробежного насоса с учетом локальной и конвективной составляющих сил инерции. Вычислены проекции сил давления, исследование которых необходимо для анализа вибраций роторов, разработки эффективных способов их стабилизации, оценки динамических напряжений деталей машин. Для оценки влияния гидродинамических характеристик щелевых уплотнений на динамические характеристики ротора рассмотрена одномассовая модель, построены АЧХ и ФЧХ вынужденных колебаний ротора в щелевых уплотнениях. Проведен анализ полученных результатов.
