DYNAMIC OF A VERTICAL OVERHUNG ROTOR WITH IMPACT
CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Neste trabalho um modelo dinâmico para um rotor vertical em balanço, considerando o fenômeno de contato com a sua guarda, é analisado. A conjunto é modelado como um sistema eixo-rotor-estator com contato. A análise do contato é par...
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| Language: | Portuguese |
| Published: |
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
2003
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| Online Access: | http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=3640@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=3640@2 |
| Summary: | CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Neste trabalho um modelo dinâmico para um rotor vertical em
balanço, considerando o fenômeno de contato com a sua
guarda, é analisado. A conjunto é modelado como um sistema
eixo-rotor-estator com contato. A análise do contato é
particularmente complexa pela não linearidade nas equações
de movimento. O impacto com o estator é levado em conta
através do modelo de contato tipo Kelvin-Vôigt, e, as
equações de movimento, do rotor, são deduzidas através da
formulação Lagrangeana; estas equações podem capturar os
fenômenos devido à vibração lateral, como: precessão
direta, precessão retrograda, rolamento e escorregamento.
Pela existência de diferentes parâmetros combinados e
devido à não linearidade da equação de movimento, a
resposta dinâmica não é simples de ser obtida apriori.
Portanto, métodos numéricos são empregados para a solução,
especificamente emprega-se o método de Runge-Kutta Fehlberg
de passo variável. Os resultados da simulação mostram que
para certas condições, o rotor pode mudar de orbita devido
aos impactos com o estator, podendo chegar a realizar
precessão retrograda. Este tipo de fenômeno é considerado
como o mais violento e perigoso nas maquinas rotativas. Com
o fim de estudar a dinâmica lateral do sistema, um rotor
vertical em balanço com guarda anular é investigado.
A passagem dela através de sua velocidade critica, quando
conduzida por um motor elétrico, é analisada (e também
quando o sistema opera em velocidades constantes). Além
disso, neste trabalho, os resultados experimentais obtidos
da bancada de experimentação são usados para estudar o
fenômeno da precessão. === In this work a dynamic model for the overhung rotor,
considering the contact phenomenon between the rotor and
the stator is analyzed. It is modeled as a shaft-rotor-
stator system with contact. The analysis of contact is
particularly complex, due to the high nonlinearity of
motion equations. Impact with the stator is accounted by a
consistent contact model, as Kelvin-Vôigt model, and,
rotor`s motion equation is encountered employing
Lagrangean`s method; this equations are capable of
capturing the phenomenon due to lateral vibration, as:
forward whirl, backward whirl, rolling or sliding along the
stator. Due to the combined parameters and the effect of
nonlinearity in motion equations, the dynamical
response is not simple or easily predictable. Numerical
simulation is the preferred method of analysis, exactly is
used the Runge-Kutta Fehlberg method with variable step.
Simulation results show that under certain conditions, a
rotor changes its orbit due the impacts with the stator and
after that, it executes backward whirl motion. It is a kind
of phenomenon, which is considered as the most violent and
dangerous in rotating machines. To this end, the analysis
of a vertical overhung shaft-disc system with annular guard
is investigated. The passing through its critical speed is
analyzed when driven by an electric motor (also when the
system operates under a constant rotational velocity). In
addition, in this work the results obtained with an
experimental test rig are used to investigate the whirl
phenomenon. |
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