在非線性空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi),由非振蕩性能量轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷幖?lì) 所產(chǎn)生的振動(dòng)稱為自澈報(bào)動(dòng)。這種振動(dòng)，常使設(shè)備運(yùn)行失去 穩(wěn)定性,因此必須引起注意。
自激振動(dòng)的機(jī)理已在振動(dòng)分類中述及。 系統(tǒng)由于受到某種初始擾動(dòng)而激起自由振動(dòng)，結(jié)果振動(dòng)響應(yīng) 將系統(tǒng)內(nèi)部受到的持續(xù)作用的能量轉(zhuǎn)變成周期性的激勵(lì)，通 過(guò)反饋環(huán)節(jié)斷續(xù)地輸入到振動(dòng)系統(tǒng)中去，維持或發(fā)展系統(tǒng)的 振動(dòng)。
從表面上看,自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)并無(wú)區(qū)別,但兩者是有 明顯差別的。
最根本的，自激振動(dòng)的能量來(lái)自內(nèi)部，而不象 強(qiáng)迫振動(dòng)來(lái)自外部，另外，要引起自激振動(dòng)必須存在初始擾 動(dòng),而強(qiáng)迫振動(dòng)沒(méi)有初始運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生。
自激振動(dòng)也和阻尼 自由振動(dòng)不同，它的振幅并不隨著時(shí)間推移而衰減，而是一 旦出現(xiàn)自激，往往難以控制。如處理不及時(shí)，常因激烈振動(dòng) 而損壞設(shè)備。
現(xiàn)以在旋轉(zhuǎn)空壓機(jī)中經(jīng)常遇到的渦動(dòng)為例來(lái)說(shuō)明 自激振動(dòng)發(fā)生的過(guò)程及其特點(diǎn)。
渦動(dòng)是一種由于摩擦作用而引起的在轉(zhuǎn)軸上發(fā)生的自激 振動(dòng)，它的特點(diǎn)是軸除繞軸心旋轉(zhuǎn)外還在軸承間表面作回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。
軸心軌跡不穩(wěn)定在一點(diǎn)上而是形成一個(gè)旋渦狀，現(xiàn)已 發(fā)現(xiàn)，渦動(dòng)可由兩種方式引起:
(1)軸的抖動(dòng)，也叫反向進(jìn)動(dòng)。
即回旋運(yùn)動(dòng)方向與軸 的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種自激振動(dòng)發(fā)生在軸承潤(rùn)滑不充分、軸 與軸承間的間隙過(guò)大的情況下。
當(dāng)軸與軸承 中心距00; 較軸心0; 與軸承中心0不同心,的問(wèn)隙很大， 間隙中又比較干燥、缺乏潤(rùn)滑的情況時(shí),設(shè)在某一瞬間 大，轉(zhuǎn)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，力的方向與軸的轉(zhuǎn)速2方向相反,正 是這個(gè)力的存在，軸頸將沿軸承壁作純滾動(dòng),形成與軸旋轉(zhuǎn) 方向相反的回旋運(yùn)動(dòng)。
我們只要將切向力P平移到軸心上 就可容易看出這個(gè)結(jié)果。
力P平移到軸心后，其力學(xué)效 去,應(yīng)相當(dāng)于一個(gè)反時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)距M= PR和一個(gè)作用在軸頸 中心的力P'。
力P' 平行于軸承壁接觸點(diǎn)的切線方向使有 軸頸下移的趨勢(shì),而力矩M則使軸頸繞軸承而回轉(zhuǎn)。
軸心運(yùn) (2-20) 上以點(diǎn)劃線表示。在軸的抖動(dòng)里,抖動(dòng)動(dòng)軌跡在圖 的能量來(lái)自轉(zhuǎn)軸本身的運(yùn)動(dòng)。
而反饋環(huán)節(jié)為軸與軸承的摩 擦，初始擾動(dòng)則由軸在某瞬間與軸承接觸引起.
(2)油膜振蕩
這種振動(dòng)也叫正向進(jìn)動(dòng)，起因于軸承內(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?lè)较蛐D(zhuǎn)，由于軸本身不 同心或不平衡，軸上將作用有一個(gè)離心力C,這個(gè)離心力總 是徑向地指向軸承，并且總不會(huì)與軸頸上油的壓力取得平 衡。
軸頸上油壓的合力為P,它與通過(guò)軸承中心0與軸中心0↓的連 線成qp 角度，于是有一分力Psinp使軸頸產(chǎn)生并維持與軸旋轉(zhuǎn)方向 9 同方向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
由于油膜的作用渦動(dòng)的能量逐漸增加，軸頸渦動(dòng)隨之增 大。
對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的空壓機(jī)如汽輪機(jī)、透平壓壓縮機(jī)等,常因此而發(fā)生激烈的 油膜振蕩,使設(shè)備不能正常運(yùn)行，甚至引起嚴(yán)重的事故。
圖為油 膜振蕩的幅頻曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)軸速度Q>2ce (Oc 為臨界轉(zhuǎn)速) 時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的因?yàn)榇藭r(shí)渦動(dòng) 油膜振蕩，正好具有軸系的固有頻率，反過(guò)來(lái)又激發(fā)整個(gè)軸系共振。
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