Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

PKMIII

Laboratorium

Temat:

Badanie nośności hydrostatycznego łożyska wzdłużnego

Wykonał:

Muzyczka Wojciech

Rok 3, Grupa EP3

Rok akademicki: 2008/09

Sprawdził:

Mgr inż. Piotr Grądkowski

I. Cel ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z ideą smarowania hydrostatycznego

2. Zapoznanie się z podstawami pomiarów z wykorzystaniem komputera

3. Wyznaczenie nośności hydrostatycznego filmu olejowego modelu łożyska stopowego na drodze analitycznej i doświadczalnej

1. Opis stanowiska:

Rysunek 1

Legenda:

a) schemat układów hydraulicznych;

b) schemat kinematyczny.

1 - Badany segment,

2 - płyta pomiarowa,

3 - płyta nośna,

4 - śruba pociągowa,

5 - pompy zasilające,

6 - zawory,

7 - zbiornik oleju,

8 - misa spływowa,

9 - siłownik membranowy,

10 - siłownik nurnikowy z nagwintowaną powierzchnią zewnętrzną (regulacja obciążenia),

11 - kulka,

12 - manometr (odczyt wartości obciążenia),

13 - czujnik ciśnienia,

14 - czujnik położenia liniowego,

15 - układ kondycjonowania sygnałów

III. Opis działania:

Głównym elementem stanowiska jest przesuwna płyta pomiarowa (2), na której umieszczony jest model łożyska stopowego (1), (rys. 2) z kanałem doprowadzającym olej do kieszeni smarowej. Płyta pomiarowa (2) posiada kanał, łączący otwór pomiarowy, znajdujący się na powierzchni płyty z czujnikiem ciśnienia (13). Posuw płyty pomiarowej realizowany jest za pomocą śruby (4), a kontrolowany za pomocą przetwornika położenia (14). Do modelu (1) przymocowane są czujniki zegarowe do pomiaru grubości filmu olejowego. Obciążenie wywierane jest za pomocą układu obciążającego (9-12). Olej do badanego filmu olejowego, oraz do filmu olejowego pomiędzy płytą nośną (3) a pomiarową (2) dostarczany jest za pomocą zespołu pomp zębatych (5). Rama stanowiska ustawiona jest w misie spływowej (8), zbierającej olej wypływający ze szczelin smarowych. Przemieszczenie płyty pomiarowej (2) względem modelu łożyska stopowego (1) umożliwia pomiar ciśnienia filmu olejowego w wybranych punktach na promieniu badanej powierzchni. Sygnały z przetwornika ciśnienia (13) i położenia (14) kierowane są do układu kondycjonowania sygnału (wzmacniacza). Wzmacniacz zasila przetworniki, oraz przetwarza sygnały pomiarowe na standardowy sygnał 0 - 10 V, który jest rejestrowany za pomocą karty pomiarowej zainstalowanej w komputerze.

Rysunek 2

4. Opracowanie wyników badań:

Przedstawienie rozkładu ciśnienia filmu olejowego na powierzchni łożyska:

1. Wzory do obliczeń teoretycznego rozkładu ciśnienia:

Gdzie:

- ciśnienie lokalne filmu olejowego na promieniu r

- ciśnienie w komorze smarowej

- promień komory smarowej

- zewnętrzny promień łożyska

2. Wyznaczenie nośności badanego filmu olejowego:

a) Z pomiaru:

Gdzie:

W- nośność łożyska

i- numer próbki

n- liczba próbek

- długość promieni dla każdej próbki

- wartości ciśnienia dla każdej próbki

b) Z modelu teoretycznego:

3. Zestawienie wyników:

Lp.	Opis	Oznaczenie	Jednostka	Wartość
1.	Wartość odczytana z manometru układu obciążenia	Q	kN	45000
2.	Wartość wyznaczona na podstawie pomiarów	W	kN	44387,869
3.	Wartość wyznaczona z modelu teoretycznego	WF	kN	42490,876

V. Wnioski:

Na podstawie przeprowadzonych badań oraz obliczeń teoretycznych jesteśmy w stanie wnioskować, że wyniki dane tymi dwoma metodami są zbliżone, z tym, że wartości ciśnienia wyznaczonego z pomiarów są mniejsze od tych uzyskanych drogą teoretyczną. Niższa wartość ciśnienia uzyskanego z doświadczenia w stosunku do wielkości teoretycznej w samej komorze smarowej może być wywołana nie uwzględnieniem we wzorach teoretycznych pewnych czynników, które występują w rzeczywistych układach. Taka sytuacja pozwala nam konstruować układy z pewnym zapasem bezpieczeństwa. Obliczenie nośności tymi dwiema drogami daje również zbliżone wyniki, co pozwala sądzić, że wzory te pozwalają na stosunkowe sprawne i szybkie wyznaczenie interesujących nas wielkości. Wielkość obciążenia odbiega niewiele od wartości nośności wyznaczonych powyższymi metodami, co może być spowodowane błędem pomiaru obciążenia oraz zgrubnym charakterem jego zadawania. Niestety ze względu na ograniczony czas trwania laboratorium nie udało się zrealizować pomiaru przybliżonych parametrów filmu olejowego.

- 4 -

---