Determination of linear characteristics of rotor mounting groups under load

Introduction. The paper considers analytical studies on the “rotor – gapped-type support” dynamic system under process loading. The research objective is to obtain expressions for determining the equivalent stiffness characteristics of the system.

Materials and Methods. A rotor rotating in the elastic gapped-type supports is considered. A dynamic model that enables to consider the problem of determining the linear equivalent stiffness characteristics of mounting groups is pro-posed. To solve the problem, a system of differential equations is compiled, and a detailed analysis is performed.

Results. From the obtained dynamic equations of the system in question, we can calculate the static angular deviation of the rotor pins due to the action of the load. The proposed expressions for determining equivalent stiffness characteristics testify that it is possible to study the rotor dynamics as on the linear elastic supports with the above parameters. The obtained system of equations is analyzed, and all special cases of applying the first approximation formulas for equiva-lent stiffness of the rotor mounting groups are listed.

Discussion and Conclusions. The results obtained make it possible to study many dynamic processes on the basis of linear differential equations considering the nonlinear properties of the system. For shavers used in the production of leather materials, the determination of rotor vibrations in the horizontal plane provides the quality and accuracy of operations.

1. Banaszek, S. The modeling of defects in the rotor-trains of turbomachinery-simulation-based diagnostics / S. Banaszek // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 3. — С. 73–78.

2. Галаев, В. И. Виброактивность взаимодействия системы неуравновешенных валов, вращающихся в упруго-массовых опорах / В. И. Галаев // Вестник Тамбовского государственного технического университета. — 2004. — Т. 10, № 3. — С. 747–754.

3. Ломакина, О. В. Dynamic linearization of stiffness characteristics of elastic bearings with radial clearance of loaded rotor / О. В. Ломакина, В. И. Галаев // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. — 2011. — № 2 (33). — С. 387–393.

4. Гринёв, Д. В. Конструктивные схемы и принципы работы роторно-лопастных машин / Д. В. Гринёв // Вестник Псковского государственного университета. — 2014. — № 5. — С. 142–150.

5. Биялт, М. А. Расчетное исследование вибрационных характеристик динамической системы «Ротор — подшипники — опоры» / М. А. Биялт, А. А. Плотникова, Е. В. Урьев // Молодой ученый. — 2012. — № 11. — С. 23– 26.

6. Гольдин, А. С. Вибрация роторных машин / А. С. Гольдин. — Москва : Машиностроение, 1999. — 344 с.

7. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. — Москва : Машиностроение, 1985. — 440 с.

8. Кельзон, А. С. Динамика роторов в упругих опорах / А. С. Кельзон, Ю. П. Циманский, В. И. Яковлев. — Москва : Наука, 1982. — 280 с.

9. Кельзон, А. С. Динамика статически неуравновешенного ротора в подшипниковых опорах / А. С. Кельзон, А. С. Меллер // Доклады Академии наук СССР. — 1991. — Т. 318, № 1. — С. 69–72.

10. Пасынкова, И. А. Установившиеся движения неуравновешенного ротора в подшипниках с радиальным зазором / И. А. Пасынкова // Вестник Санкт-Петербургского университета. — 2005. — Вып. 3. — С. 87–95.

11. Вульфсон, И. И. Нелинейные задачи динамики машин / И. И. Вульфсон, М. З. Коловский. — Ленинград : Машиностроение, 1968. — 284 с.