|
|||||||
NR |
NR PODGRUPY: |
|
|||||
WICZENIE NR 9
TEMAT:
Badanie tumika olejowego
|
|||||||
|
Imi i nazwisko |
Sprawdzian pisemny |
Sprawozdanie |
Ocena kocowa |
Uwagi: |
||
|
Robert Piwowarczyk |
|
|
|
|
||
|
Piotr Poddbniak |
|
|
|
|
||
|
Kamil Paradowski |
|
|
|
|
||
|
Agnieszka Orzechowska |
|
|
|
|
||
|
Andrzej Piorunowski |
|
|
|
|
||
Stanowisko pomiarowe :
1 - spryna
2 - masa drgajca
3 - tumik olejowy
4 - tensometry oporowe
5 - podstawa
6 - aparatura rejestrujca
7 - ukad wymuszajcy
Wstp teoretyczny.
Tumienie drga jest jednym z przejawów rozproszenia energii mechanicznej nieodcznie zwizanym z ruchem ukadów mechanicznych. Nadmierne drgania mog powodowa wadliw prac urzdze , jak np.: zakleszczenie, nieszczelnoci , rozczenia itp. S one równie powodem powstawania zmiennych napre w elementach maszyn , które doprowadzaj do zniszcze o charakterze zmczeniowym .
Istnieje wiele maszyn , urzdze i pojazdów , które wskutek drga wywouj
haasy szkodliwe dla zdrowia ludzkiego lub nieprzyjemne dla obsugi maszyn oraz dla otoczenia .
Najgroniejsze s drgania rezonansowe , których staramy si unikn poprzez waciwy dobór czstoci drga wasnych . Wyjcie ze strefy rezonansu jest podstawowym warunkiem pracy urzdze , nie zaatwia to jednak problemu cakowicie , dlatego rola tumienia jest tak istotna .
Podczas impulsowego pobudzania do drga ( takim przypadkiem zajmowalimy
si na laboratorium ) , element podlega drganiom swobodnym , trwajcym przez pewien czas . Przy silnym tumieniu drgania gasn szybko , przy sabym trwaj duej . Tym samym duej trwa stan zakócenia normalnej pracy urzdzenia . Jednoczenie wystpuj wiksze liczby okresów obcienia o podwyszonych wartociach napre , co powoduje szybsz akumulacj uszkodze zmczeniowych . Sytuacj tak przedstawia poniszy rysunek .
silne tumienie sabe tumienie
W przypadku , gdy impulsy powtarzaj si , przy sabym tumieniu istnieje
wiksze prawdopodobiestwo , e skutki jednego impulsu nakadaj si ze skutkami nastpnego impulsu ( rysunek poniej ) .
silne tumienie sabe tumienie
W technicznym ujciu rozróniamy nastpujce gówne grupy mechanizmów tumienia:
1. Tarcie wewntrzne , które obejmuje wszelkie przyczyny powodujce
rozproszenie energii mechanicznej zwizanej tylko z wewntrzn budow ciaa
drgajcego . Tarcie wewntrzne w wikszoci materiaów jest niedue ( np. w metalach ) , wikszym tarciem wewntrznym cechuj si materiay niemetalowe , takie jak drewno , beton , materiay plastyczne . W niektórych materiaach , np. w gumie tarcie jest szczególnie due .
2. Tarcie konstrukcyjne jest to tarcie obejmujce rozproszenie energii
zachodzce na powierzchniach styku elementów poczonych w sposób nieruchomy . Tarcie to jest stosunkowo znaczne i w wielu maszynach stanowi jeden z gównych mechanizmów tumienia . W odrónieniu od tarcia wewntrznego wpywa ono silnie na czsto drga .
3. Tarcie w poczeniach ruchomych ( wystpyje w prowadnicach i oyskach ) .
Charakter tego tarcia jest rónorodny . Przy braku smarowania ma charakter tzw. tarcia suchego , przy obfitym smarowaniu tarcia wiskotycznego liniowego lub nieliniowego . Jest to na ogó due tarcie wpywajce silnie tumico na drgania ; tarcia suche w pewnych przypadkach moe powodowa powstawanie drga samowzbudnych .
4. Tumienie hydrodynamiczne i aerodynamiczne .
Ruch elementów maszyn w atmosferze pynów lub gazów jest tumione oporem orodka. Opory ruchu powietrza s z reguy pomijalnie mae , tote ich wpyw na tumienie drga jest znikomy ( poza szczególnymi przypadkami ) . Silny wpyw tumicy maj natomiast pyny , szczególnie pyny o wikszej lepkoci . Najistotniejsze znaczenie ma badanie tumienia w warstwach orodka pynnego i gazowego rozdzielajcego elementy stae .
Tumienie drga elementów drgajcych moe by dokonane za pomoc tumika. Polega to na doczeniu do ukadu tumika wywoujcego podczas ruchu ukadu , powstawanie oporu poczone z rozproszeniem energii . Tumik moe by wczony midzy ukad drgajcy i nieruchom podstaw za pomoc wizu dyspasywnego ( ciernego lub lepkiego , a nie sprystego ) . Tumik doczamy wtedy , gdy amplitudy drga wymuszonych s zbyt due , zbyt wolno znikaj drgania swobodne i w tym podobnych przypadkach .
Miary tumienia drga .
Dla okrelenia tumienia drga stosuje si róne miary tumienia drga .
Przy badaniu drga swobodnych ocenia si zanikanie drga za porednictwem
logarytmicznego dekrementu tumienia drga . Jest to logarytm stosunku kolejnych maksymalnych wychyle ( amplitud ) .
= ln
Obwiednia wykresu okrela ubytek energii w ukadzie ,
natomiast wspóczynnik strat wynosi :
; gdzie 
jest ktem przesunicia fazowego midzy si a przesuniciem
Tumienie drga oporem wiskotycznym wystpuje przy ruchu cia w pynie
lepkim , przy nieduych prdkociach . Tumienie to moe by z wikszym lub mniejszym przyblieniem stosowane do opisu tumienia wielu ukadów . Metoda ta jest szeroko stosowana ( ze wzgldu na atwo analizy ) , jako sposób zastpczy dla przyblionego opisu tumienia przy bardziej zoonych zjawiskach tumienia . Jednak , aby zabra si za analiz zjawiska tumienia drga oporem wiskotycznym , naley jasno odpowiedzie na pytanie : Co to jest tumienie krytyczne ?
Wemy pod uwag kilka szczególnych przypadków .
1. Gdy 
>0 
=0
W przypadku tym x stale maleje dc do zera , gdy czas wzrasta nieograniczenie .
2. Gdy 
=0 
>0
W tym przypadku x osiga maksimum dla t=
, a nastpnie maleje do zera .
3. Gdy 
>0 
>0
W tym przypadku x osiga maksimum dla t =
, a nastpnie maleje do zera .
4. Gdy 
>0 
<0
|
| < 
h
Wówczas x jest stale dodatnie i maleje do zera . Jeeli |
| > 
wówczas po czasie 
przemieszczenie x osignie warto zerow .
Po czasie 
x osignie ekstremum , po czym jego warto bezwzgldna bdzie malaa do zera .
Po przeprowadzeniu szczegóowej analizy okae si , e ogólny charakter ruchu w tym przypadku jest podobny jak w przypadku h = w . Przemieszczenie po osigniciu wartoci ekstremalnej zmierza do zera , gdy czas ronie nieograniczenie . W pewnych przypadkach po nadaniu odpowiednio duej ujemnej prdkoci pocztkowej , punkt ruchomy moe raz przekroczy pooenie równowagi .
Jak wida , sia oporu w ukadzie drgajcym wpywa na charakter ruchu w ten
sposób , e moe on by bd ruchem drgajcym , bd ruchem nie majcym cech drga.
Zastosowanie:
W technice bardzo szeroko rozpowszechnione s urzdzenia , w których wystpuj opory hydrauliczne. Takim urzdzeniem jest np. tumik olejowy. Sia tumienia jest w tym przypadku zalena od rodzaju wystpujcego przepywu cieczy oraz budowy tumika.
W przypadku tumika olejowego sia oporu zalena jest od rodzaju wystpujcego przepywu cieczy. Inne funkcje opisuj siy oporu , gdy mamy do czynienia z przepywem laminarnym , a inne gdy wystpuje przepyw burzliwy. Rodzaj przepywu okrela si za pomoc liczby Renolds'a - Re , która jest nastpujca zalenoci.
gdzie: Dh - rednica hydrauliczna otworu
V - rednia prdko przepywu
- wspóczynnik lepkoci kinematycznej cieczy
Przy wartociach liczby Re < 2300 wystpuje przepyw laminarny , a dla wartoci liczby Re > 2300 przepyw burzliwy.
Dla przepywów laminarnych przyjmuje si , e siy oporu s proporcjonalne do prdkoci
R= l1x
Dla przepywów burzliwych zakada si , e siy oporu zale od kwadratu prdkoci , czyli
R= l2x2
Niekiedy dla okrelenia sil oporu stosuje si zaleno bdc kombinacj powyszych wyrae tzn.
R=l1x + l2x2
Jeeli wystpiby przepyw burzliwy to równania opisujce ruch ukadu drgajcego byyby równaniami nieliniowymi. W przypadku przepywu laminarnego sia tumienia opisywana jest równaniem liniowym.
wiczenie polegao na wyznaczeniu zalenoci midzy wspóczynnikiem tumienia, a wielkoci przykrycia otworów toczka w tumiku. Charakterystyk t mona wyznaczy na podstawie analizy drga swobodnych ukadu przy rónym stopniu przykrycia otworów toczka. Naleao zbada peny zakres moliwoci zmian stopnia przykrycia.
Wykresy, wyniki otrzymane podczas wykonywania wiczenia oraz obliczenia znajduj si w dalszej czci sprawozdania.
Przebieg wiczenia.
Ustawiono minimalny kt przysonicia otworów w toczku tumika, aby drgania
swobodne ukadu objy minimum 2/3 okresu drga.
Dla ustalonego pobudzono ukad do drga zadajc masie
wychylenie pocztkowe xo. Otrzymano w ten sposób 3 wykresy x=f(t) na
rejestratorze XY, doczonych do sprawozdania.
Nastpnie punkt 1.2. powtórzono dla dwóch któw redniego i maksymalnego a nastpnie wszystkie wyniki wpisano do tabeli.
1.4. Po wykonaniu oblicze przedstawiono na wykresie zaleno =f().
Obliczenia.
Przy obliczeniach posuono si nastpujcymi wzorami:
Tabela pomiarów i oblicze:
L.p. |
|
x0 |
xn xn+1 |
|
Th |
h |
h |
0 |
|
1.1 |
r |
4 |
1,125 |
0,118 |
0,182 |
34,523 |
0,648 |
34,529 |
0,019 |
1.2 |
r |
4 |
1,06 |
0,06 |
0,182 |
34,523 |
0,329 |
34,524 |
0,009 |
1.3 |
r |
4 |
1.2 |
0,182 |
0,182 |
34,523 |
1 |
34,537 |
0,029 |
1.4 |
r |
4 |
1.25 |
0,223 |
0,182 |
34,523 |
1,225 |
34,545 |
0,035 |
1.5 |
r |
4 |
1.33 |
0,287 |
0,182 |
34,523 |
1,577 |
34,559 |
0,046 |
2.1 |
r |
8 |
1,136 |
0,128 |
0,192 |
32,725 |
0,666 |
32,732 |
0,020 |
2.2 |
r |
8 |
1,182 |
0,167 |
0,192 |
32,725 |
0,869 |
32,737 |
0,027 |
2.3 |
r |
8 |
1,375 |
0,318 |
0,192 |
32,725 |
1,666 |
32,767 |
0,051 |
2.4 |
r |
8 |
1,143 |
0,134 |
0,192 |
32,725 |
0,698 |
32,732 |
0,021 |
2.5 |
œr |
8 |
1,3 |
0,262 |
0,192 |
32,725 |
1,365 |
32,753 |
0,042 |
3.1 |
max |
4 |
1,15 |
0,139 |
0,185 |
33,963 |
0,751 |
33,971 |
0,022 |
3.2 |
max |
4 |
1,08 |
0,077 |
0,185 |
33,963 |
0,416 |
33,965 |
0,012 |
3.3 |
max |
4 |
1,14 |
0,131 |
0,185 |
33,963 |
0,708 |
33,970 |
0,020 |
3.4 |
max |
4 |
1,1 |
0,095 |
0,185 |
33,963 |
0,513 |
33,966 |
0,015 |
3.5 |
max |
4 |
1,05 |
0,049 |
0,185 |
33,963 |
0,264 |
33,964 |
0,007 |
4.1 |
max |
8 |
1,05 |
0,048 |
0,175 |
35,904 |
0,278 |
35,925 |
0,008 |
4.2 |
max |
8 |
1,02 |
0,0198 |
0,175 |
35,904 |
0,113 |
35,904 |
0,034 |
4.3 |
max |
8 |
1,175 |
0,162 |
0,175 |
35,904 |
0,926 |
35,916 |
0,026 |
4.4 |
max |
8 |
1,03 |
0,029 |
0,175 |
35,904 |
0,166 |
35,904 |
0,005 |
4.5 |
max |
8 |
1,15 |
0,139 |
0,175 |
35,904 |
0,794 |
35,913 |
0,022 |
W trakcie zaj wykonalimy pomiary dla dwóch pooe kta alfa (redniego i maksymalnego). Pozwolio to jedynie na wykrelenie czci wykresu =f(), który jest poniej przedstawiony.
Wykres teoretyczny =f() dla kilku pooe kta otwarcia, którego z braku moliwoci sprztowych nie moglimy wykona znajduje si poniej. W/w wykres jest czci wykresu poniszego =f(). Rónice danych wynikaj z niedokadnoci pomiarów i z faktu, e do wykresu powyej pobieraem dane jedynie z wierszy 1.1 i 3.1 aby zaznaczy podobiestwo ksztatów wykresów.
Wnioski.
1. Po kolejnych zmianach na wykresach wida, e im mniejsze jest wychylenie pocztkowe x0, tym mniejsze s amplitudy drga i tym szybciej drgania s wytumiane.
2. Po kolejnych zmianach na wykresach wida, e im wikszy kt przysonicia otworów w toczku tumika (kt ), tym tumienie jest silniejsze. Ronie wtedy wspóczynnik h i automatycznie .
dla <1 - drgania podkrytyczne ---> nasze wyniki dotycz tylko takich drga
dla =1 - drgania krytyczne
dla >1 - drgania nadkrytyczne
Si tumienia tumika olejowego moemy zatem regulowa ktem przysonicia
otworów w toczku. Decydujcy wpyw ma tutaj równie rodzaj przepywajcej
cieczy.
3. Jak wida w tabeli logarytmiczny dekrement tumienia jest dla kadego wychylenia pocztkowego wartoci raczej losowa. Jednak dla pewnego przedziau x0 dekrement ten przyjmuje warto sta. Jest to tzw. obszar tumienia liniowego .
4. Jak wida w tabeli pomiarów drga krytycznych jako takich uzyska si nie udao. Granica przejcia z drga podkrytycznych do nadkrytycznych jest bardzo wska i trudno j uchwyci.
5. Oprócz tumików olejowych (ogólnie hydraulicznych) spotykane s równie tumiki gazowe, elektromagnetyczne oraz oparte o zjawisko tarcia.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
78 doc
FIZYK 78 DOC
F 78 (2) DOC
F 78 (10) DOC
FIZYK 78 mike doc
78 Hormony wysp trzustki
europejski system energetyczny doc
WEM 1 78 Paradygmat
WEM 5 78 Prawidlowosci dot procesu emocjonalnego II
Pomiar SWR teoria i praktyka tłum SP1VDV
Kerrelyn Sparks V jak VampWoman (tlum nieof ) i
78 pdfsam Raanan Gillon Etyka lekarska Problemy filozoficzne
KLASA 1 POZIOM ROZSZERZONY doc Nieznany
75 78
5 M1 OsowskiM BalaR ZAD5 doc
Opis zawodu Hostessa, Opis-stanowiska-pracy-DOC
więcej podobnych podstron