Über die Erregung infolge der Periodizität von Turbomaschinen

ÜbersichtIn der vorliegenden Arbeit werden die Erregungsphänomene untersucht, die von der stator- und rotorseitigen Periodizität, wie sie in allen Turbomaschinen vorhanden sind, hervorgerufen werden. Es wird davon ausgegangen, daß bei jedem Vorbeifahren einer Lauf schaufel an einer Leitschaufel eine Last in radialer, tangentialer und achsialer Richtung entsteht. Die aus der Gesamtheit dieser Vorgänge resultierenden Kräfte und Momente, insbesondere ihre Frequenzen, werden anhand von drei einfachen mathematischen Modellen hergeleitet. Je nach zeitlicher und räumlicher Lage der einzelnen Pulse, und je nachdem, ob man die Resultierenden auf die Welle, auf eine Schaufel oder auf eine Radscheibe betrachtet, sehen diese Resultierenden anders aus. Außerdem kommt bei den Wellen- und Scheibenschwingungen zur gewöhnlichen Resonanzbedingung, daß Erregerfrequenz = Eigenfrequenz ist, noch eine zusätzliche Bedingung über die Leit- und die Laufschaufelzahl hinzu.SummaryIn the present paper the excitation caused by the periodical character of the rotor and the stator of turbomachines of any kind is investigated. The basic assumption is that, each time a runner blade passes a guide vane, a radial, a tangential and an axial load are produced. With the help of three simple mathematical models the forces and moments and especially their frequencies resulting from all these loads are determined. Depending on the position in time and space of each impulse and on the considered resultant, namely that acting on the shaft, on a blade or on the disk, these resultants have other properties. Furthermore, in the case of vibrations of shafts and disks, in addition to the known resonance condition, i.e. excitation frequency = natural frequency, an existence condition depending on the number of blades has to be taken into account.