TEORIA MASZYN I MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE

Transkrypt

1 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 1 MiBM TMiM Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Mechaniki i Wibroakustyki TEORIA MASZYN I MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE Wyrównoważanie wirnika. Wyrównoważanie mechanizmu dźwigniowego. 60 min. Kolokwium. 30 min. Zakres ćwiczenia: Podstawy wyrównoważania mechanizmów wirnikowych i dźwigniowych, efekty niewyważenia, usytuowanie mas korekcyjnych, dobór mas korekcyjnych. Modelowanie wyważania mechanizmów dźwigniowych w programie SAM 7.0. Przedmiot badań: model laboratoryjny do wyważania wirnika typu (żyroskop), stanowisko laboratoryjne do wyważania wirnika typu tarcza w trakcie ruchu za pomocą specjalnej głowicy WK4-300, stanowisko laboratoryjne do wyważania wirnika w dwóch płaszczyznach korekcyjnych, mechanizm dźwigniowy sprężarki i silnika spalinowego z częściowym wyrównoważeniem. Przebieg ćwiczenia: 1) Przed rozpoczęciem ćwiczeń sprawdzane jest przygotowanie studentów do zajęć. 2) W pierwszej części zajęć prowadzący na przykładach mechanizmów dostępnych w laboratorium objaśnia zagadnienia wyrównoważania wirników i mechanizmów dźwigniowych. 3) Studenci przeprowadzają wyrównoważanie statyczne wirnika na modelu żyroskopu. 4) Studenci pod nadzorem prowadzącego przeprowadzają wyrównoważanie wirnika przy pomocy urządzenia typu WK ) Studenci modelują mechanizmy dźwigniowe w programie SAM przyjmują masy członów i położenia środków mas a następnie przeprowadzają ich wyrównoważanie statyczne. Mechanizmy do modelowania i wyważania: mechanizm korbowo-suwakowy, mechanizm korbowo-suwakowy typu bokser, mechanizm czworoboku przegubowego, mechanizm Oldhama, mechanizm jarzmowy (postać z suwakiem wykonującym ruch płaski, z suwakiem wykonujący ruch obrotowy). Uwaga: Wyrównoważanie statyczne w programie SAM 7.0 należy przeprowadzić poprzez zastosowanie odpowiednich mas korekcyjnych. Stan wyrównoważania należy ocenić na postawie wartości reakcji dynamicznych w parach kinematycznych. 6) Studenci wykonują sprawozdanie (jedno na zespół dwuosobowy). Sprawozdanie jest sprawdzane i zaliczane przez prowadzącego.

2 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 2 Sprawozdanie zawiera: 1-wynik modelowania i wyrównoważania dowolnego mechanizmu dźwigniowego w programie SAM. 7.0, 2- krótki opis wyważania wybranych maszyn i mechanizmów np. wyważania kół samochodowych, wirników turbin energetycznych, wentylatorów, śmigieł, wirników silników elektrycznych, maszyn tłokowych itp. Zespół dwuosobowy wykonuje opis wyważania tylko dla jednego mechanizmu. Opracowanie należy wykonać na podstawie literatury lub materiałów dostępnych w internecie. Wyważanie elementów wirujących przy pomocy urządzenia typu WK4-300 Stanowisko do wyrównoważania Rys. 1. Stanowisko do wyważania elementu typu tarcza za pomocą urządzenia typu WK4-300 Zestaw do wyważania : - głowica WK4-300 do montażu na obiekcie wyważanym - miernik drgań z czujnikiem indukcyjnym Dane techniczne głowicy: maksymalna korekcja niewyważenia (moment statyczny) m k r k 300gcm masa korekcyjna m k 500g wymiary geometryczne: 86 / 112 prędkość obrotowa max 600 obr / min Przeznaczenie : wyważanie ściernic i innych elementów typu tarcza

3 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 3 Postępowanie przy wyważaniu: wybór miejsca pomiaru drgań ( węzła łożyskowego), zamocowanie czujnika pomiarowego, uruchomienie napędu i załączenie miernika pomiarowego, zmianę położenia promieniowego masy korekcyjnej tak aby r k 0, zmianę położenia kątowego masy korekcyjnej tak aby uzyskać minimum amplitudy przemieszczeń drgań przy założonym promieniu r k 0, zmianę promienia r k w celu uzyskania minimum przemieszczeń drgań. Wyważanie elementów typu tarcza Rys. 2. Schemat usytuowania urządzenia do wyważania na wyważanej tarczy Rys. 3. Schemat ideowy działania urządzenia do wyważania

4 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 4 Idea wyważania. Założenie: R B 0 MiA 0 B t (a b) Bk (a b c ) 0 Bk (a b c ) Bt a b c RA Bt Bk Bk a b c Jeżeli jest małe to i siła reakcji R A jest mała, a b Analogicznie można sprowadzić do zera R, wówczas R 0 A B Wyważanie częściowe wirnika Rys. 4. Schemat ideowy wyważania wirnika za pomocą urządzenia WK4-300 Założenie: R B 0 MiA 0 MB Bk (a d ) 0 MB Bk a d RA B k R A B k Analogicznie można uzyskaćr 0 A Przedstawione przykłady wykazują,że wyrównoważanie za pomocą głowicy ma uzasadnienie w przypadku elementów typu tarcza posadowionych na wyrównoważonych wałach.

5 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 5 Stanowisko do wyważania statycznego mechanizmu żyroskopu Badanie stanu wyrównoważenia koła względem osi y należy rozpocząć od wyrównoważenie statycznego żyroskopu względem osi x co następuje poprzez zmianę położenia masy 2 ( G 2 ). Następnie należy przeprowadzić wyrównoważenie statyczne koła żyroskopu względem osi y, przy użyciu specjalnych ciężarków korekcyjnych. Stan wyrównoważenia można ocenić po amplitudzie drgań osi y. Po wyważeniu koła żyroskopu względem osi y można rozpocząć badanie żyroskopu W przypadku zadania położenia masy 2 ( G 2 ) innej niż stan równowagi żyroskopu względem osi x po uruchomieniu koła z prędkością 0 nastąpi precesja osi y żyroskopu z prędkością kątową 1. M ż 1 xk M 0 ż kgm N m s s M G M ż 0 MG MG1 MG2 M G 1 l1xg1 M G 2 l2xg2 1 M G 2 J [ kgm J ] masowy moment bezwładności koła względem osi y

6 MiBM. Teoria maszyn i mechanizmów. Ćwiczenie laboratoryjne nr 5 str. 6 Przykłady modelowania i wyważania mechanizmów dźwigniowych w programie SAM 7.0.