ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПОСЛЕ ВНЕЗАПНОЙ РАЗБАЛАНСИРОВКИ МНОГООПОРНОГО РОТОРА С ОБКАТОМ НЕУРАВНОВЕШЕННОГО РОТОРА ПО СТАТОРУ

А.Г. Костюк, В.Ф. Шатохин, С.Д. Циммерман

Приведен алгоритм и результаты численного моделирования движения неуравновешенного ротора с контактом со статором (задеванием о статор или обкатом по статору) после внезапной разбалансировки ротора. Предполагается, что жёсткость и демпфирование в опорах разные в горизонтальном и вертикальном направлении колебаний и зависят от скорости вращения ротора, на которой произошла разбалансировка ротора. Кроме этого, в месте контакта ротора со статором учитывается демпфирование, связанное с деформацией (перемещением) статора, которое может быть обеспечено специальными демпферными устройствами. Показано, что достаточное демпфирование в опорах ротора и в статоре, приводит к постепенному погашению явления обката, переходу к движению ротора по установившейся траектории (последнее зависит от многих факторов и, в том числе, от уровня разбалансировки ротора). Причиной развития асинхронного обката и значительных радиальных сил в точке контакта, как установлено, являются неконсервативные силы, возникающие в процессе контакта. По виду они идентичны силам в масляной плёнке подшипников скольжения и аэродинамическим силам рабочего потока в проточной части и уплотнениях турбины, вызывающим потерю устойчивости движения ротора.

Ключевые слова: многоопорный ротор, обкат ротора по статору, асинхронный обкат, внезапная разбалансировка ротора, жёсткость и демпфирование в опорах, в месте контакта ротора со статором.