1.Co to jest krytyczna prędkość obrotowa wału.
Prędkość kątową ω równą częstości drgań własnych wału nazywamy krytyczną
prędkością kątową ωkr obracającego się wału.
2.Wyjaśnić zjawisko rezonansu.
Zjawisko to zachodzi gdy częstotliwość siły wymuszającej zbliża się do częstości drgań własnych. Gdy siła wymuszająca drgania działa na drgające ciało z odpowiednią częstotliwością to amplituda drgań może osiągnąć bardzo dużą wartość nawet przy niewielkiej sile wymuszającej.
„Rezonans to zjawisko, które bierze się stąd, że niemal każdy układ mechaniczny ma możliwość drgania z charakterystyczną dla siebie częstością (lub częstościami); jeżeli więc popychać go z taką właśnie częstością (lub współmierną z częstością jego drgań własnych), czyli w rezonansie, to małą siłą można wzbudzić duże drgania.”
Częstość drgań własnych wału zależy od wielkości i rozmieszczenia na nim mas, sposobu
podparcia wału oraz jego własności sprężystych. Natomiast częstość drgań wymuszonych - od częstości wymuszeń. Drgania wymuszone mogą być wywołane przez:
a) okresowo zmienne siły styczne lub momenty skręcające; wywołują one drgania skrętne,
b) okresowo zmienne siły poprzeczne, np. wskutek niewyważenia wirującej masy; siły takie
wywołują drgania giętne,
c) okresowo zmienne siły wzdłużne; wywołują one drgania wzdłużne.
Zjawisko rezonansu występuje przy określonej prędkości obrotowej (tzw. prędkości krytycznej).
3.Jaki jest wpływ prędkości krytycznej wału na elementy z nim współpracujące.
Prędkościami krytycznymi wału nazywamy prędkości kątowe wału, przy których wzrastają amplitudy jego drgań i związane z tym drgania korpusu maszyny.
Drgania wywołują w elementach maszyn cyklicznie zmienne naprężenia
i odkształcenia. Długotrwałe oddziaływanie naprężeń powoduje przekroczenie granicy
zmęczenia materiału i w konsekwencji doprowadza do uszkodzenia drgającego elementu.
Silne odkształcenia części maszyn w wyniku ruchu drgającego może doprowadzić
do przytarć pomiędzy wirującymi i nieruchomymi elementami maszyny. Powyższe
zjawiska są przyczyną różnego rodzaju uszkodzeń maszyny takich jak: uszkodzenia
wirników, łożysk, uszczelnień, przekładni zębatych, sprzęgieł, połączeń śrubowych
itp. Obserwuje się również negatywne oddziaływanie drgań na otoczenie pracującego
urządzenia. Drgania maszyny powodują w szczególności uszkodzenia fundamentów,
pękanie ścian i stropów maszynowni.
4.Uzasadnić dlaczego praktyczne znaczenie mają pierwsze prędkości krytyczne.