Wyznaczanie rownania zaleznosci pomiedzy przyspieszeniem

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Nazwa przedmiotu:
Laboratorium z technik diagnozowania
Imię i nazwisko:
Nr ćwicz:
Specjalność:
Semestr:
Temat ćwiczenia:
Nazwisko prowadzącego:
Wyznaczanie równania zależności
pomiędzy przyspieszeniem skutecznym
drgań, a siłą niewyrównoważenia.
Grupa:
Data
Ocena:
wykonania:
1. Wstęp teoretyczny
Niewyrównoważenie jest to wspólna cecha wszystkich elementów wirujących zarówno
wałów maszyn wirnikowych, jak i wałów wykorbionych maszyn tłokowych.
W pierwszym jednak przypadku Niewyrównoważenie jest ubocznym efektem
niedoskonałości materiału (np. niejednorodność) , procesu wytwarzania ,a także efektem
zużycia eksploatacyjnego (np. erozja).
W drugim przypadku niewyrównoważenie mas w ruchu obrotowym jest źródłem
wirujących sil i/lub momentów sil bezwładności, które przenoszą się przez łożyska na korpus
wzbudzają cały układ do drgań. Pomiar amplitudy i fazy tych drgań pozwala sądzić o rodzaju
niewyrównoważenia.
Rodzaje niewyrównoważenia:
Niewyrównoważenie statyczne: siła bezwładności z tytułu niewyrównoważenia może być
obliczona na podstawie wzorów:
B  m  r  2
gdzie:
B – siła bezwłdności [N],
r - odległość masy niewyrównoważenia od osi obrotu [m],
m – masa [kg],
0 - prędkość kątowa [rad/s].

n
30
gdzie:
n - prędkość obrotowa wału silnika [obr/min].
Niewyrównoważenie momentowe- powstaje wtedy gdy naddatki masy rozłożone są
symetrycznie i przemiennie względem środka masy.
Wtedy główna oś bezwładności przecina oś obrotu w środku ciężkości,
1
A reakcje łożysk są równe i przeciwnego znaku. innymi słowy wirująca para sił daje
reakcje łożysk będące w przeciwfazie (=180).
Tak wiec drgania mierzone na obudowach łożysk różniące się w fazie o 180 pozwalają
łatwo odróżnić niewyrównoważenie momentowe od statycznego.
Niewyrównoważenie quasi statyczne- powstaje wtedy, gdy masa niezrównoważona leży
poza płaszczyzna środka ciężkości.
Wtedy główna os bezwładności wirnika przecina os obrotu poza środkiem ciężkości dając
Niewyrównoważenie właściwe.
Niewyrównoważenie dynamiczne- jest najogólniejszym stanem niezrownowazenia
rozkładu masy wirnika w którym jego główna oś bezwładności jest wichrowata do osi obrotu
w określonej odległości(E) Na zakończenie omawiania niewyrównoważenia warto
przypomnieć, ze jest to zjawisko dynamiczne, ujawniające się w ruchu. Zaś wprowadzone
wyżej nazwy pozwalają lepiej rozróżnić poszczególne przypadki i zdać sobie sprawę z układu
reakcji i drgań podpór łożyskowych. Wykrycie typu niewyrównoważenia ułatwia
niewspółmiernie korekcje zaistniałej sytuacji przez wyrownowazenie w jednej płaszczyźnie
dla przypadków statycznego i quasi statycznego niewyrownowazenia,oraz
Procedura dwupłaszczyznowa dla niewyrównoważenia momentowego i dynamicznego.
Korekcja niewyrównoważenia staje się niezwykle istotna dla maszyn, których obroty leżą w
zakresie częstości własnej drgań.
Regresja liniowa
Regresja liniowa- jeśli pomiędzy dwiema wielkościami fizycznymi występuje zależność
liniowa ,regresja liniowa jest prostą metoda wyznaczenia parametrów
Najlepiej dopasowanej prostej. Uzyskane parametry dopasowania mogą następnie służyć
do wyznaczania szukanej wielkości fizycznej.
Parametry prostej określonej równaniem y=ax+b można wyznaczyć przy użyciu wzorów:
n[ yi2  a  xi yi  b yi ]
a
(n  2)[n xi2  ( xi ) 2 ]
1
b  (  y i  a  xi )
n
gdzie:
xi , y i
n
- wartości doświadczalne
- liczba wykonanych pomiarów
2. Stanowisko pomiarowe
Stanowisko pomiarowe powinno zawierać:
-
silnik z tarcza obrotowa (V=2850 Obr/min),
obciążniki (3 śruby o wadze kolejno:0,86g; 5,2g; 7,03g),
przetwornik drgań,
2
-
oscyloskop,
wzmacniacz.
3. Przebieg ćwiczenia
W ćwiczeniu należy wykonać ocenę stanu niewyrównoważenia tarczy obrotowej poprzez
pomiar amplitudy i fazy drgań wywołanych niewyrownowazeniem.
Pomiaru dokonujemy poprzez obciążenie tarczy obrotowej śrubami
O rożnej wadze według następującej kolejności:
1) montujemy pojedyncze śruby na tarczy na zaznaczonej malej średnicy(25mm) tarczy i
w ten sposób otrzymujemy kolejne 3 pomiary amplitudy i fazy drgań
2) analogicznie do przypadku 1 z tym, ze tym razem śruby przytwierdzamy do otworów
leżących na dużej średnicy tarczy(40mm)
Cykl pomiarów należy wykonać dla 2 rożnych miejsc przytwierdzenia przetwornika drgań:
1) przetwornik przytwierdzony bezpośrednio na silniku
2) przetwornik usytuowany na podstawie do której przytwierdzony jest silnik
następnie należy wyznaczyć regresję liniowa dla otrzymanych wartości i na podstawie
otrzymanych równań prostych narysować wykres zależności siły niewyrównoważenia od
przyspieszenia skutecznego drgań.
Sprawozdanie powinno zawierać:
-cel ćwiczenia wraz ze wstępem teoretycznym
-schemat stanowiska pomiarowego
-tabele z otrzymanymi wynikami
-przykładowe obliczenia
-uwagi i wnioski
3