Wydział Transportu PW Mechanika Techniczna - Laboratorium |
Sprawozdanie z ćwiczenia nr: 5
Tytuł ćwiczenia:
WYRÓWNOWAŻANIE STATYCZNE i DYNAMICZNE ELEMENTÓW WIRUJĄCYCH |
Grupa (specjalność): SRD |
|||
Zespół nr: 3 |
|||
|
Nazwisko |
Imię |
Ocena końcowa |
Czarnocki |
Arkadiusz |
|
|
Demianiuk |
Maciej |
|
|
Jaworska |
Anita |
|
|
Jaśińska |
Elwira |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Data wykonania ćwiczenia (dd.mm.rr) |
17.05.10 |
Data oddania sprawozdania (dd.mm.rr) |
24.05.10 |
Mechanika Techniczna - Laboratorium
Arkusz Ocen
Ćwiczenie nr: 5
Tytuł ćwiczenia: WYRÓWNOWAŻANIE STATYCZNE i DYNAMICZNE ELEMENTÓW WIRUJĄCYCH
Grupa (specjalność): SRD |
|||||
Zespół nr: 3 |
|||||
|
Nazwisko |
Imię |
Ocena |
||
|
|
|
Sprawozdanie |
Sprawdzian |
Końcowa |
Czarnocki |
Arkadiusz |
|
|
|
|
Demianiuk |
Maciej |
|
|
|
|
Jaworska |
Anita |
|
|
|
|
Jaśińska |
Elwira |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Data wykonania ćwiczenia (dd.mm.rr) |
17.05.10 |
Data oddania sprawozdania (dd.mm.rr) |
24.05.10 |
Przypadek 2: Wirnik niewyrównoważony dynamicznie.
Do idealnie wyważonego wału wirnika przykręciliśmy 4 ciężarki o masie U1 i U2, Ciężarki o tych samych masach były pod kątem 180* względem siebie. Ciężarki o masie m1 znajdowały się w odległości a = 120 [mm] względem siebie, zaś ciężarki o masie m2 w odległości b = 99,5 [mm].
Następnie uruchomiliśmy silnik, zwiększając powoli liczbę obrotów i zaobserwowaliśmy, iż przy prędkości obrotowej wirnika równej 1080 [Obr/min] dochodzi do wyraźnie wyczuwalnych drgań podstawy wirnika.
Obliczenia reakcji dynamicznych łożysk:
Masa:
Ѡ = 1080 obr/min = 18 obr/s
Odległość między środkami łożysk: l2 = 230 mm
Długość wału : l1=210 mm
F1 = U1 * Ѡ2 = 0,324 [N]
F2 = U2 * Ѡ2 = 0,68 [N]
RA - F1 - F2 + F1 + F2 - RB = 0
RA = F1 + F2 - F1 - F2 + RB
RA = RB
U1* Ѡ2*0,0652 + U2 * Ѡ2*0,0752 - U2 * Ѡ2*0,1765 - U1 * Ѡ2*0,1852 + 0,23*RB = 0
0,0211 + 0,0511 - 0,12 - 0,06 + 0,23 RB = 0
0,23RB = 0,06483
RB = 0,468 [N]
RA = 0,468 [N]
Przypadek 3: Wyrównoważanie dynamiczne wirnika.
Do idealnie wyważonego wału wirnika przykręciliśmy 4 ciężarki o masie U1 i U2, Ciężarki o tych samych masach były pod kątem 180* względem siebie. Ciężarki o masie m1 znajdowały się w odległości a = 120 [mm] względem siebie, zaś ciężarki o masie m2 w odległości b1 = 54,17 [mm].
Następnie uruchomiliśmy silnik, zwiększając powoli liczbę obrotów i zaobserwowaliśmy, iż nie dochodzi do wyczuwalnych drgań podstawy wirnika.
Wykonane obliczenia:
U1 = 100,
U2 = 210
b = U1:U2 * a
b = 100:210 * 120[mm]
b1 = 57,14 [mm]
Wnioski:
Tematem ćwiczenia nr 5 było wyrównoważenie statyczne i dynamiczne elementów obrotowych. Doświadczenie przeprowadziliśmy przy użyciu wirnika na którym umieszczone zostały cztery dyskretne masy pod postacią płaskowników. Prostowniki te usytuowaliśmy na wale w dwóch różnych ułożeniach.
Drugie ustawienie z dwoma z czterech płaskowników, obróconymi o 180º w stosunku do poprzedniego ułożenia poddaliśmy również stopniowemu zwiększaniu obrotów silnika. W tym przypadku doszliśmy do 1080 [Obr/min]. Był to przykład niewyrównoważenia dynamicznego układu wirującego.
W obu przypadkach elementy niewłaściwie wyrównoważone (wał oraz płaskowniki) poddane zostały działaniu sił bezwładności prowadzących do wzrostu naprężeń w łożyskach co w konsekwencji spowodowało i drgania.
W trzecim przypadku po odpowiednim „lustrzanym” ułożeniu płaskowników mieliśmy do czynienia z wyrównoważeniem wirnika. Wirnik nawet po doprowadzeniu do wartości maksymalnej obrotów tj, 1400 [Obr/min], nie ulegał drganiom. Jest to przykład na właściwie wyrównoważony element obrotowy, który miał na celu ukazanie, jak ważne w przypadku takich elementów jak np. koła samochodowe, tarcze obrotowe, turbiny itp. jest prawidłowe wyrównoważenie. Wcześniejsze przykłady ilustrowały co dzieje się z układem nieprawidłowo wyrównoważonym poddanym sile obrotowej i uświadomiły nas, że prawidłowe wyrównoważenie tych elementów jest jednym z ważniejszych czynników, dzięki któremu stają się one bezpieczne dla użytkownika, trwałe, mogą prawidłowo i długo spełniać swoje role.