Крутильные колебания валопровода силовых установок. Исследования и методы расчеты Часть 1 Элементы системы и возмущающие моменты

Книга «Крутильные колебания валопровода силовых установок» содержит основные сведения из теории крутильных колебаний в валопроводах наиболее распространенных видов установок (главным образом судовых с поршневыми двигателями или приемниками энергии — компрессорами) и подробные методы расчета этих установок.
В первом томе приводятся данные по определению динамических параметров различных элементов валопровода и сидящих на нем сосредоточенных масс (характеризующих упругие, инерционные и демпфирующие свойства этих элементов), а также возмущающих моментов.
Во втором томе излагаются способы решения уравнения свободных колебаний для различного вида линейных и нелинейных систем; приводятся формулы для определения резонансных амплитуд (при малых трениях в системе) и почти максимальных амплитуд (при наличии, кроме малых, еще одного большого трения в каком-либо месте).
В третьем и четвертом томах рассматриваются вынужденные колебания без учета и с учетом трений и излагаются способы борьбы с большим развитием этих колебаний при помощи антивибраторов и демпферов; дается описание приборов для записи крутильных колебаний, способов торсиографирования, обработки торсиограмм и анализа последних.
Книга предназначена для инженеров, работающих в области машиностроения, и может быть использована в качестве вспомогательного пособия при изучении соответствующих предметов студентами высших технических учебных заведений.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
ЧАСТЬ 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СХЕМЫ КРУТИЛЬНО-КОЛЕБЛЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЫ
Введение
§ 1. Крутильные колебания—неравномерное вращение
§ 2. Степень неравномерности
§ 3. Недостаточность понятия о степени неравномерности
§ 4. Влияние упругости валопровода
§ 5. Сущность крутильных колебаний
§ 6. Основные задачи исследования крутильных колебаний
§ 7. Рациональная последовательность расчета крутильных колебаний
1) Определение схемы системы
2) Расчет свободных колебаний линейной системы
3) Расчет резонансных колебаний
4) Уточнение расчета резонансных колебаний с учетом большого трения и нелинейности в системе
5) Расчет вынужденных колебаний
6) Учет опыта расчетов аналогичных установок
7) Устранение запретных зон в рабочем диапазоне чисел оборотов
8) Торсиографирование
9) Заключение о степени приемлемости установки с точки зрения крутильных колебаний
§ 8. Основное содержание книги
Глава 1.1. Моменты инерции колеблющихся масс
§ 1. Сосредоточенные массы
а) Аналитический способ
б) Графический способ
в) Экспериментальный способ
§ 2. Масса валопровода
§ 3. Кривошипно-шатунные механизмы поршневых двигателей
а) Однорядные двигатели
б) Многорядные и звездообразные двигатели
в) Эмпирические формулы для ориентировочных подсчетов
г) Данные по моментам инерции некоторых двигателей
§ 4. Тела, колеблющиеся в среде
а) Гребной винт
б) Ротор гидротормоза
в) Роторы гидромуфты и центробежного насоса
г) Ротор пропеллерного насоса
д) Крыльчатый движитель
Глава 1.2. Податливости и моменты сопротивления участков валопровода
§ 1. Общие определения
§ 2. Цилиндрический вал
а) Круглый вал с осевым сверлением
б) Круглый вал с эксцентричным сверлением
в) Эллиптический вал
г) Прямоугольный и крестообразный валы
д) Круглый вал со шпоночными канавками
е) Круглый вал с продольной прорезью
ж) Вал произвольного сечения без внутренних сверлений
з) Стальной вал с бронзовой облицовкой
§ 3. Конический вал
§ 4. Переходы между валами различных диаметров
а) Ступенчатый переход
б) Вал с гребнями
§ 5. Соединение валов
§ 6. Упругие муфты без трения
а) Общий случай
б) Муфта с цилиндрическими спиральными пружинами
в) Муфта с предварительным натягом пружин
г) Муфты с плоской и осевой цилиндрической спиральными пружинами
д) Муфта с плоскими пружинами (пластинами)
е) Муфта со змеевидной пружиной
§ 7. Коленчатый вал
а) Расчетное определение податливости
б) Формулы для ориентировочного определения податливости коленчатого вала
в) Экспериментальное определение податливости коленчатого вала
§ 8. Другие виды соединений
а) Кривошип
б) Спицы маховиков и шкивов
в) Полужесткая дисковая муфта
г) Зубчатые муфты и передачи
д) Ременная и канатная передачи
е) Электрическая связь при параллельной работе генераторов переменного тока
Глава 1.3. Нелинейные соединения без трения
§ 1. Общие определения
§ 2. Общий случай нелинейного соединения
а) Основные формулы
б) Графический способ определения нелинейных параметров
§ 3. Наиболее распространенные частные виды характеристик нелинейного соединения
а) Ломаная характеристика из 3—5 отрезков
б) Характеристики с вертикальными отрезками в средней части
в) Характеристики соединения с ограничителями
г) Упругое соединение с натягом и ограничителями
д) Упругое соединение с зазором и ограничителями
е) Упругое линейное соединение с ограничителями
ж) Жесткое соединение с зазором
§ 4. Экспериментальное определение характеристики приведенного эластического момента в нелинейном соединении
Глава 1.4. Элементы с трением
§ 1. Общие определения
а) Приведенный демпфирующий момент и удельное трение
б) Комплексные параметры элементов с трением
в) Соотношения между удельным трением и логарифмическим декрементом колебаний
г) Замена действительного трения приближенным «линейным» и постоянным трениями
§ 2. Трение на сосредоточенных массах
а) Роторы гидротормоза и пендель-динамо
б) Гребной винт
в) Крыльчатый движитель, центробежные насосы и вентиляторы, ротативная воздуходувка
г) Роторы электрических машин
д) Зубчатая передача
е) Подшипники скольжения
§ 3. Трение в кривошипно-шатунном механизме поршневых агрегатов
а) Поршневой двигатель
б) Поршневой компрессор
§ 4. Трение в соединениях
а) Линейное вязкое трение
б) Нелинейное трение, пропорциональное квадрату скорости скольжения (табличная схема 1.01)
в) Трение в гидромуфте и гидротрансформаторе
г) Сухое (Кулоново) или постоянное трение
д) Трение, пропорциональное скорости скольжения в произвольной степени
е) Трение силиконовой жидкости
ж) Трение в стальных и чугунных валах и в неподвижных соединениях их
з) Демпфирование от ударов об ограничители в упругих соединениях
и) Демпфирование в зубчатой передаче при перекладке зазора (жесткое соединение с зазором)
§ 5. Трение в пружинных муфтах
а) Рессорная муфта с пакетами гильзовых пружин
б) Рессорная муфта с пакетами плоских пружин
§ 6. Трение в резиновых муфтах
а) Брусковая, пальцевая и дисковая муфты
б) Шинно-пневматическая муфта
в) Шинная муфта
г) Ременная муфта
§ 7. Экспериментальное определение эквивалентных параметров соединения с трением
а) Линейное трение
б) Нелинейное трение
в) Определение нелинейных параметров по записям установившихся вынужденных колебаний (табличная схема 1.02)
Глава 1.5. Динамические характеристики распределенных масс
§ 1. Общие определения
§ 2. Цилиндрический вал постоянного сечения
§ 3. Якорь электродвигателя
§ 4. Вал под длинной ступицей
§ 5. Реверсивно-редукционная муфта
а) Устройство реверсивной муфты
б) Расчетные формулы для эквивалентных параметров
§ 6. Группа равных масс, связанных одинаковыми соединениями
Глава 1.6. Определение схемы крутильно-колеблющейся системы
§ 1. Общие указания
§ 2. Табличные схемы 1.03 и 1.04 вычисления расчетной системы
§ 3. Динамические данные по двигателям
ЧАСТЬ 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМУЩАЮЩИХ МОМЕНТОВ
Глава 2.1. Моменты, возбуждающие крутильные колебания
§ 1. Общие определения
§ 2. Моменты от сил инерции движущихся масс кривошипно-шатунного механизма в однорядном двигателе и компрессоре
§ 3. Моменты от сил тяжести движущихся масс кривошипно-шатунного механизма в однорядном двигателе и компрессоре
§ 4. Моменты от сил давления газов в цилиндрах однорядных двигателей и компрессоров
а) Двигатели с воспламенением от сжатия (дизельный цикл)
б) Карбюраторные двигатели
в) Поршневые компрессоры
§ 5. Суммарные моменты, действующие на колено в однорядных двигателях (табличная схема 2.01)
§ 6. Суммарные моменты в многорядных двигателях
§ 7. Моменты от неравномерного сопротивления воды при вращении судовых движителей
а) Гребной винт
б) Крыльчатый движитель
§ 8. Возмущающие моменты в соединениях
а) Карданное соединение валов
б) Зубчатые передачи с циклическими погрешностями в начальной окружности или в шаге зацепления
§ 9. Безразмерные возмущающие моменты
§ 10. Векторные диаграммы возмущающих моментов
§11. Эквивалентные возбудители группы равных масс двигателя
а) Двигатель в начале системы
б) Двигатель в середине системы
в) Табличная схема 2.02 вычисления амплитуд эквивалентных возбудителей
Глава 2.2. Гармонический анализ возмущающих моментов
§ 1. Построение диаграммы касательных сил по индикаторной диаграмме
§ 2. Формулы разложения в тригонометрический ряд
§ 3. Механический способ гармонического анализа
§ 4. Графический способ гармонического анализа
§ 5. Некоторые особенности гармонического анализа диаграммы сил от давления газов в поршневом двигателе
а) Диаграмма касательных сил
б) Развернутая индикаторная диаграмма (табличная схема 2.03)
Литература