WICZENIE 5.

POMIARY DRGAŃ I WYWAŻANIE OBIEKTU WIRUJĄCEGO

Kursywą oraz * zaznaczono rozszerzony program ćwiczenia

Kalibracja akcelerometru względem przyspieszenia ziemskiego.
Pomiar drgań i wyważanie obiektu wirującego
Opracowanie sprawozdania.

1. Zapoznanie się z czujnikiem drgań i aparaturą pomiarową. Kalibracja

akcelerometru metodą akustyczną na stoliku wibracyjnym.

Częstotliwość Generatora sygnałowego należy ustawić na około 20 Hz przebiegu
sinusoidalnego. Następnie należy zwiększać amplitudę sygnału. Na ekranie oscyloskopu
powinna pojawić się sinusoida. Amplitudę sygnału należy zwiększać, aż moneta położona na
płycie stolika wibracyjnego zacznie lekko brzęczeć. Oznacza to, że przyspieszenie działające
na płytę i czujnik osiąga w szczycie wartość równą przyspieszeniu ziemskiemu g=9.81 m/s

2

.

Należy wówczas odczytać na ekranie oscyloskopu amplitudę sinusoidy, obliczyć i zanotować
w tabelce wartość szczytową napięcia U

max

, a następnie obliczyć stałą „C” aparatury pomiaru

przyspieszenia.

]

[

dz

x

−

]

/

[

dz

V

c

Stała oscyloskopu

]

[

max

V

x

c

U

⋅

=

x [ dz ]

c [V/dz]

U

max

[V]

C = 9.81/ U

max

[(m/s

2

)/V]

Stolik
wibracyjny

Akcelerometr

Moneta

Wzmacniacz

Generator
sygnałowy

Zasilacz

op

Oscylosk

1

Y

2

Y

Wzmacniacz

2. Pomiar amplitudy i częstotliwości przyspieszenia (drgań) na łożysku silnika przy

różnych wartościach napięcia zasilającego. Obserwacja kształtu i częstotliwości
podstawowej drgań oscyloskopem katodowym.

Pozostawiając resztę toru pomiarowego należy przemontować czujnik akcelerometru na
obudowę silnika z wirującą tarczą, zasilanego z autotransformatora.
Ustawić autotransformator na pozycję zero !. NIE WŁĄCZAĆ ZASILANIA
AUTOTRANSFORMATORA BEZ KONSULTACJI Z PROWADZĄCYM.

Rys 5.2

Generator sygnałowy przełączyć na drugie wejście oscyloskopu tak jak pokazano na Rys.
5.2.

Na polecenie prowadzącego włączyć zasilanie i ustawić kolejno trzy różne wartości
napięcia na autotransformatorze np. 80 V, 100 V, 120 V. Odczytać na oscyloskopie
maksymalne wartości przebiegu napięcia U

max

i zapisać w tabelce. Dla każdej wartości

napięcia zasilania przy ustalonych obrotach silnika przełączyć oscyloskop na pracę w
układzie X -Y. Dostroić częstotliwość generatora tak aby uzyskać na ekranie nieruchomą
elipsę. Wówczas częstotliwość drgań będzie równa nastawionej częstotliwości generatora.
Wartość tej częstotliwości zapisać również w tabelce.

Napięcie zasilania [V]

Napięcie odczytane z
oscyloskopu U

max

[V]

Częstotliwość
generatora "f" [Hz]

Amplituda "A

p

"

przyspieszenia (drgań)
C*U

max

[m/s

2

]

Amplituda drgań "A"
A = A

p

/(2*π*f)

2

[mm]

Obliczyć i wpisać do tabelki amplitudę przyspieszenia drgań, mnożąc napięcie odczytane
z oscyloskopu przez wyznaczoną uprzednio stałą "C" toru pomiaru przyspieszenia.

Akcelerometr

Generator
sygnałowy

Zasilacz

op

Oscylosk

1

Y

2

Y

Wzmacniacz

Silnik z
tarczą

Amplitudę drgań "A" można obliczyć z wartości amplitudy przyspieszenia dzieląc ją
przez kwadrat pulsacji ω, czyli ω

2

= (2*π*f)

2

. Obliczyć amplitudę drgań i wpisać wyniki

do tabelki.

3. * Pomiary drgań przy ustalonej prędkości silnika (stałej wartości napięcia zasilania

80 V) w celu określenia masy i punktu jej umocowania dla wyważenia układu
wirującego.

Należy wykonać pomiar maksymalnej wartości przebiegu napięcia (amplitudy) na
oscyloskopie (proporcjonalnej do amplitudy przyspieszenia drgań) przy ustalonej
prędkości obrotowej silnika (Nie regulować autotransformatora, silnik wyłączać
wyłącznikiem), oraz trzy pomiary umieszczając dodatkową masę kolejno w otworach
tarczy przesuniętych względem siebie co 120

o

, tak jak pokazano na rysunku 5.3. Wyniki

pomiarów zapisać w tabelce.

Rys. 5.3.

Masa dodatkowa ------------------

A

B

C

U

max

[V]

Wyznaczyć graficznie (na papierze milimetrowym) miejsce i wielkość dodatkowej masy
niezbędnej do wyważenia układu, tak jak pokazano na rysunku 5.4.
Gdzie: R

0

-Promień proporcjonalny do amplitudy napięcia bez dodatkowej masy

R

A,B,C

-Promienie proporcjonalne odpowiednio do amplitud napięcia, przy dodatkowej

masie umieszczanej kolejno w punktach A, B, C.

Rys.5.4.

o

120

A

B

C

A

B

C

0

R

A

R

B

R

C

R

Punkt przecięcia się okręgów (szary) określa promień na którym należy umieścić masę
wyważającą, a stosunek długości promienia R

o

do odległości punktu od środka koła określa

stosunek o który należy powiększyć masę testową.

4. Umieścić masę wyważającą w otworze na obrzeżu tarczy, na kierunku wyznaczonego

promienia. Wykonać pomiar amplitudy napięcia (U

max

).

U

max

=

Porównać wynik z wartością napięcia zanotowaną w tabelce w kolumnie pierwszej, czyli
wartością proporcjonalną do amplitudy przyspieszeń drgań obiektu przed wyważeniem .




Aparatura:

1. Zespół wirujący
2. Autotransformator
3. Czujnik akcelerometryczny
4. Wzmacniacz do czujnika
5. Stolik wibracyjny
6. Wzmacniacz do stolika
7. Oscyloskop
8. Generator funkcyjny