BADANIA CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH WIBROIZOLATORÓW

Transkrypt

1 ĆWICZEIA LABORATORYJE Z WIBROIZOLACJI: BADAIA CHARAKTERYSTYK STATYCZYCH WIBROIZOLATORÓW

2 1. WSTĘP Stanowisko laboratoryjne znajduje się w poieszczeniu hali technologicznej w budynku C-6 Politechniki Wrocławskiej. Zadanie ćwiczeń laboratoryjnych jest poznanie wybranych etod doświadczalnych określania wielkości niezbędnych do projektowania wibroizolacji aszyn wirnikowych. Zajęcia obejują poiary wielkości statycznych wibroizolatorów sprężynowych i guowych. 2. CEL ĆWICZEIA Cele ćwiczenia jest poznanie doświadczalnej etody wyznaczania charakterystyk statycznych wibroizolatorów guowych i sprężynowych. a podstawie wykonanych poiarów określić należy zależność ugięcia statycznego wibroizolatora od siły statycznej obciążającej wibroizolator δ st = f(q) oraz stałej sprężystości w zależności od ugięcia statycznego wibroizolatora K = f(δ st ). 3. WPROWADZEIE DO ZAGADIAIA Eleenty wirujące aszyn wirnikowych, takich jak np. popy, wentylatory, sprężarki, powodują powstawanie sił dynaicznych będących efekte ich niewyważenia. Po osiągnięciu przez wirnik stałej prędkości obrotowej składowe sił dynaicznych są siłai haronicznyi. W celu ograniczenia wielkości sił dynaicznych przenoszonych na fundaent aszyny wirnikowe instaluje się na eleentach sprężystych zwanych wibroizolatorai. Istotną własnością wibroizolatorów jest stała sprężystości (sztywności) oznaczana przez K. Jest ona stosunkie siły statycznej do ugięcia wibroizolatora wywołanego tą siła. Q K = δ K stała sprężystości wibroizolatora, / Q siła statyczna obciążająca wibroizolator, δ st ugięcie statyczne wibroizolatora,. st, W praktyce stosuje się wibroizolatory guowe oraz sprężynowe. Wibroizolatory sprężynowe podzielić ożey na jedno- i wielosprężynowe. Jeżeli wibroizolator składa się z kilku sprężyn (czyli eleentów sprężystych współpracujących równolegle). To przy obliczeniach jednej sprężyny bierze się pod uwagę obciążenie przypadające na jedną sprężynę Q 1 oraz jej stałą sprężystości k. W taki przypadku wyagane jest jednakowe ugięcie statyczne wszystkich sprężyn, a stałą sprężystości wibroizolatora wielosprężynowego określa wzór: K = n k,

3 n liczba sprężyn w jedny wibroizolatorze. Stała sprężystości jest ważną własnością dynaiczną bezpośrednio wpływającą na częstość drgań swobodnych wibroizolatorów, pod wpływe danej asy obciążającej. Za poocą pracy Hulla ożna określić wartość ugięcia statycznego δ st pod wpływe przyłożonego obciążenia Q. Zieniając wartość siły obciążającej Q uzyskujey różne ugięcia statyczne δ st, z których ożna obliczyć stałą sprężystości K. Zależnie od typu wibroizolatora wartość δ st, a przez to i K, ogą zieniać się prostoliniowo (dla wibroizolatorów sprężynowych) lub krzywoliniowo (dla wibroizolatorów guowych). 4. OPIS STAOWISKA POMIAROWEGO Stanowisko poiarowe zwane prasą Hulla, której scheat pokazano na Rys. 1, składa się z dźwigni jednoraiennej (4) zaocowanej obrotowo na trzpieniach stożkowych (1). Pod dźwignią ustawia się wibroizolator (2), a żądany nacisk na niego uzyskuje się za poocą cieżarów (3) ocowanych na raieniu dźwigni za poocą śruby. Ciężary ocowane są w jedny z trzech położeń przygotowanych na raieniu dźwigni (3a, 3b, 3c). Masy eleentów obciążających, zarówno ciężarów jak i śruby ocującej zostały na nich opisane. Rys. 1 Prasa Hulla Eleenty prasy Hulla: 1 trzpienie stożkowe, 2 wibroizolator, 3 ciężary (ocowane w położeniach 3a, 3b, 3c), 4 raię dźwigni, 5 płyta, 6 punkt poiarowy, 7 podłoże prasy Hulla, 8 suwiarka stojąca, 9 śruba ocująca ciężary, 10 wgłębienie pod dźwignią, 11 trzpień dotykowy

4 Siłą obciążającą wibroizolator, która zależy od przyłożonego ciężaru oraz iejscu jego położenia na dźwigni, oblicza się ze wzoru: ai Q = Q1 + G0, a Q obciążenie wibroizolatora, Q 1 siła ciężkości asy w punktach 3a, 3b, 3c, a i odległość środka ciężkości asy od osi obrotu dźwigni, a 0 odległość siły działającej na wibroizolator od osi obrotu dźwigni, G 0 zredukowany ciężar dźwigni obciążającej wibroizolator (wielkość stała), i = 1, 2, 3 0 Dla ułatwienia podano na raieniu dźwigni w punktach ocowania obciążenia wartości stosunku a i /a 0. Położenie punktu poiarowego (6) względe podłoża prasy Hulla (7) określa się suwiarką stojącą (8). Za położenie początkowe H 0 uważa się takie usytuowanie dźwigni (4) przy który trzpień (11) styka się z wibroizolatore nie powodujące jego obciążenia (ugięcia). Przy określaniu położenia H 0 poocne oże być użycie kartki papieru, zgodnie z opise w punkcie 5. Ziana położenia punktu poiarowego po obciążeniu wibroizolatora H jest różnicą początkowego położenia dźwigni H 0 oraz położeń po jej obciążeniu H i. H = H H, i 0 H 0 początkowe położenie raienia dźwigni, H i położenia raienia dźwigni po obciążeniu, i = 1, 2, 3 itd. położenie raienia dźwigni po obciążeniu jej w punktach 3a, 3b, 3c i/lub poszczególnyi ciężarai Wraz ze zianą położenia punktu poiarowego o H następuje ugięcie statyczne wibroizolataora δ st, wyznaczane z zależności: a0 δ st = H, a H a 0 /a H stosunek odległości siły działającej na wibroizolator od osi obrotu dźwigni oraz końca raienia dźwigni, (odwrotność w/w stosunku a H /a 0 = 12,1) Podczas ćwiczeń paiętać należy o obciążeniu wibroizolatora wynikający z ciężaru dźwigni, wynosi ono PRZEBIEG ĆWICZEIA Po ustaleniu rodzaju wibroizolatora poddanego badanio (sprężynowy bądź guowy) raię dźwigni (4) ustawić w pozycji zbliżonej do pionowej. Wibroizolator ustawić na płycie (5) w taki sposób aby po opuszczeniu dźwigni trzpień dotykowy (11) przylegał równolegle do

5 środka badanego eleentu, obciążając go równoiernie. Przy badaniu wibroizolatorów sprężynowych należy skorzystać z dostępnej na stanowisku płytki zakładanej na górną płaszczyznę eleentu, do pytki tej przylegać będzie trzpień dotykowy raienia. i Podczas pierwszego poiaru określić wysokość punktu poiarowego w położeniu początkowy H 0. Aby określić oent w który trzpień dotykowy styka się z wibroizolatore, nie powodując jednocześnie jego ugięcia należy skorzystać z kartki papieru. Kartkę włożyć poiędzy trzpień dotykowy a wibroizolator i opuszczać dźwignię do oentu kiedy papier nie zaklinuje się ona poiędzy eleentai (czujey opór przy jej wyciąganiu). astępnie wibroizolator obciążyć say tylko ciężare dźwigni i określić wysokość położenia punktu poiarowego. Z określonej różnicy położeń H wyznaczyć ugięcie statyczne wibroizolatora δ st. Opisane doświadczenie należy powtarzać obciążając wibroizolator kolejnyi ciężarkai w różnych położeniach 3a, 3b oraz 3c. a podstawie wykonanych poiarów wykreślić charakterystykę statyczną wibroizolatora δ st = f(q), a po odpowiednich przeliczeniach krzywą K = f(δ st ). W sprawozdaniu należy zaieścić tabele z wynikai poiarów oraz sporządzić wykresy δ st = f(q) i K = f(δ st ). a podstawie badań określić własności wibroizolatorów.