Газодинамические подшипники

Книга название: Газодинамические подшипники
Издание: Ленинград, \"Машиностроение\"
Автор: В.Н. Дроздович
Год печати: 1976
Кол-во страниц: 202
Формат: Djvu

Надежность работы машин и различных механических систем в большой степени обусловлена их динамической устойчивостью, исследование которой применительно к системам с газовыми подшипниками явилось предметом настоящей монографии. Чтобы правильно понять значение основных идей, методов и результатов, изложенных в этой книге, следует прежде всего напомнить о специфике анализа устойчивости систем с газовыми подшипниками, которая связана с тем, что уравнения газовой смазки существенно нестационарны, нелинейны и, строго говоря, неотделимы от уравнений динамики системы. Однако наиболее корректный подход к анализу устойчивости} основанный на совместном интегрировании уравнений газовой смазки и уравнений динамики машины, оказывается сложным и требует чрезмерных затрат времени на ЭВМ. Поэтому усилия исследователей в течение последнего десятилетия были направлены на разработку более простых приближенных методов анализа устойчивости, достаточно надежных (па крайней мере, не опирающихся на квазистационарные теоретические модели газовых опор) и позволяющих в то же время рассматривать интегрирование уравнений газовой смазки и определение динамических реакций газовых опор как автономную задачу, решение которой дает исходные данные к следующему этапу анализа исследованию уравнений динамики.

В числе методов, основанных на таком подходе к анализу устойчивости систем с газовыми подшипниками, метод, развитый В. Н. Дроздо-вичем, представляется в некоторых отношениях наиболее удачным; его достоинства -минимальная трудоемкость, возможность технической реализации с помощью простых вычислительных средств, которыми располагает любое заводское конструкторское бюро, даже при исследовании сложных механических систем. В то же время анализ, связанный с построением метода и обоснованием различных его сторон, выполнен автором, на самом современном теоретическом уровне. Автор сумел не только преодолеть серьезные трудности, с которыми приходится сталкиваться при интегрировании трехмерного нестационарного уравнения газовой смазки, особенно в случае профилированного подшипника (даже численное интегрирование такого уравнения с применением ЭВМ оказывается далеко не простой задачей), но и представить его решение в обозримой аналитической форме, которая, в частности, охватывает такую разновидность газовых опор, особенно трудно поддающуюся анализу, как подшипники со спиральными (винтовыми) канавками. Это открывает возможность для разработки более совершенных прикладных методов их расчета, не опирающихся на широко известную, но довольно грубую \"теорию узких канавок\" и различные ее модификации. .

Исследование устойчивости автор производит на основе линеаризованных уравнений динамики. Этот традиционный подход вполне надежен в определении границ устойчивости, по отношению к малым случайным возмущениям состояния равновесия исследуемой системы (разумеется, при условии, что динамические реакции системы найдены с достаточной точностью), хотя линеаризация уравнений динамики может исказить картину поведения системы на границе устойчивости. Важное достоинство метода В. Н. Дроздовича состоит в том, что его можно эффективно применять,, к анализу устойчивости механических систем с большим числом степеней свободы. Для сравнения следует отметить, что к таким системам в какой-то степени приспособлен и метод ступенчатого воздействия (см. п. 3), однако специфические приемы этого метода относятся не столько к непосредственному исследованию устойчивости, сколько к определению матрицы динамических реакций газовых подшипников на скачкообразные изменения положения равновесия в различных степенях свободы; кстати определение этой матрицы предполагает использование достаточно мощных вычислительных машин. Основная же идея В. Н. Дроздовича состоит в подходе к анализу устойчивости сложных систем с газовыми подшипниками как к синтезу результатов исследования устойчивости отдельных сравнительно простых подсистем.

Обоснованием такого подхода является теорема, доказанная в гл. II, согласно которой устойчивость системы в целом обеспечивается при достаточно большом запасе устойчивости каждой подсистемы и слабых перекрестных связях между подсистемами. Устойчивость же изолированных подсистем (Например, подсистем поступательных и угловых колебаний ротора) может быть исследована сравнительно простыми средствами, если найдены динамические реакции подшипников. В качестве таких средств автор использует специфические приемы теории автоматического регулирования, которая является той областью, где техника реализации классических методов исследования устойчивости достигла особенно высокого уровня развития; именно В. Н. Дроздович был первым, кто эффективно применил подобные приемы к задачам газовой смазки. Следует заметить, что при исследовании устойчивости достаточно простых систем с газовыми подшипниками методы^ теории автоматического регулирования, повидимому, не имеют решающих преимуществ по сравнению с другими методами, например методом гармонического баланса, разновидностями которого являются методы Марша и Пэна. В п. 28 автор обращает внимание на качественное отличие своих результатов по расчету границ устойчивости профилированного радиального подшипника от соответствующих результатов, полученных с помощью метода Пэна (рис. 30); однако вероятной причиной такого расхождения является то, что в последнем случае была использована более грубая теоретическая модель для расчета реакций смазочного слоя, а не какие-то принципиальные недостатки самого метода Пэна.

Скачать бесплатно книгу Газодинамические подшипники