Расчет критической частоты вращения вала

При проектировании паровой турбины необходимо определить критическую частоту вращения вала и сравнить ее с рабочей частотой вращения. Работа турбины на критической частоте вращения или близких к ней частотах недопустима, так как при этом наблюдается резкое усиление вибрации турбины, возможны задевания деталей ротора за статорные элементы, выход из строя подшипников, уплотнений и даже разрушение вала.

Данный расчет критической частоты вращения вала произведен по методу инженера В.В. Звягинцева.

Для многоступенчатого ротора с дисками на двух опорах им рекомендована следующая формула:

,

 

где d - максимальный диаметр вала, мм; l - расстояние между опорами, м; G – вес ротора, Н.

Вес ротора определяется по известной формуле:

G = ρ∙V∙g,

 

где ρ; – плотность материала ротора, кг / м³; V – объём ротора, м³; g – ускорение свободного падения, м / с ².

С помощью пакета AutoCAD определяем объём ротора (Приложение 1):

 

V = 0,837 м³.

 

Принимаем материал, из которого изготовлен ротор: сталь 34ХМ. Определяем плотность данного материала:

 

ρ; = 7820 кг / м³;

 

Определяем вес ротора:

 

G = 7820∙0,837∙9,81= 64207,03 H.

Первая критическая частота вращения ротора:

 

Поскольку рабочая частота вращения ниже критической, вал – жёсткий. Для жёстких валов требуется сопоставить рабочую частоту вращения с первой критической частотой. Обычно требуется, чтобы: .

Имеем: 1,25∙3000 = 3750 < 5621,14