Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy
im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich
w Bydgoszczy

Wydział Inżynierii Mechanicznej

PODSTAWY DYNAMIKI MASZYN

LABORATORIUM

Sprawozdanie nr 2

Temat: Wyważanie wirników

Zielony Janusz
Kiełpiński Mateusz

Mikulski Krzysztof

Wiśniewski Piotr

Grupa B

Semestr III
Studia dzienne inżynierskie

1) CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z postaciami drgań ramki przy różnych częstotliwościach, wprowadzenie ramki w rezonans, oraz porównanie postaci drgań ramki uzyskanych na stanowisku badawczym z postaciami uzyskanymi w programie komputerowym Axis VM oraz wyciągnięcie wniosków.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z pracą nad wyważaniem wirników za pomocą aparatury, po wprowadzeniu wirnika w rezonans,

2) TEORIA

a) Skutki złego wyważenia

Niewyrównoważenie elementów wirujących w maszynie jest przyczyną wzrostu obciążeń łożysk a za ich pośrednictwem całej struktury maszyny powodując wzrost poziomu wibracji.

Siły powstające w wyniku przesunięcia środka masy wirującej względem osi obrotu są proporcjonalne do masy wirnika i jego prędkości obrotowej i działają destrukcyjnie na łożyska, uszczelnienia, sprzęgła, fundamentowanie, a za jego pośrednictwem na inne urządzenia. Także na konstrukcję budowli, urządzenia elektroniczne i ludzi. Są bardzo częstym źródłem awarii oraz wzrostu kosztów eksploatacji.

Precyzyjne wyważenie wirników redukuje wibracje, zmniejsza koszty obsługi i wydłuża czas pracy maszyny.

b) informacje dodatkowe

Rezonans mechaniczny to zjawisko polegające na przepływie energii pomiędzy kilkoma (najczęściej dwoma) układami drgającymi.

Warunek zaistnienia rezonansu

Warunkami koniecznymi do zajścia rezonansu mechanicznego są:

• jednakowa lub zbliżona częstotliwość drgań własnych (lub swobodnych) układów,

• istnienie mechanicznego połączenia między układami.

Przykładem układu, w którym występuje rezonans mechaniczny słabo tłumiony, jest układ wahadeł sprzężonych.

Amplituda tych drgań zależy od różnicy między częstością drgań własnych (równą ω = ) oraz częstością siły wymuszającej. Gdy obie te częstości są równe, mamy do czynienia z rezonansem - amplituda drgań osiąga wartość maksymalną. Może osiągać one nawet bardzo duże wartości i jest ograniczona siłami oporu istniejącymi w ośrodku, w którym drgania te zachodzą. Wykres zależności amplitudy drgań wymuszonych od częstości drgań siły wymuszającej przedstawiony jest na rysunku.

Rezonans w życiu codziennym

Ze zjawiskiem rezonansu spotykamy się jadąc np. autobusem. Przy pewnej prędkości kątowej obrotów silnika, szyby lub niektóre części karoserii zaczynają silnie drgać.

Rezonans ma decydujące znaczenie dla procesu powstawania i wzmacniania dźwięku w instrumentach muzycznych np.: Wykorzystany jest w akustyce poprzez stosowanie pudeł rezonansowych w instrumentach muzycznych, np. w gitarze.

3) OPIS DOŚWIADCZENIA

Na wstępie zapoznaliśmy się z urządzeniami na stanowisku badawczym. Następnie uruchomiliśmy silnik. Zmienialiśmy wartość częstotliwości do wprowadzenia układu w rezonans

1. zobaczyliśmy pierwotną wartość drgań

2. odczytywaliśmy amplitudę oraz kąt w dwóch płaszczyznach

3. wyważyliśmy wirniki

4. ponownie odczytaliśmy wartości

4) STANOWISKO DO BADAŃ

Za pomocą czujników mierzyliśmy amplitudę oraz kąt drgań na przedstawionym powyżej układzie za pomocą czujników również przedstawionych na zdjęciu

5)WYNIKI

	wyważanie w	warunkach	rezonansu
	Amplituda	Kąt w stopniach	Kąt w radianach
P1	17,08	4,6	207
P2	6,01	0,9	41
P3	15,56	4,5	203
P4	5,13	0,7	32
P5	15,09	4,6	207
P6	6,16	0,6	27
P7	14,96	4,6	207
P8	5,59	0,6	27

	I PŁASZCZYZNA	Dołożono 20 g
	Amplituda	Kąt w radianach	Kąt w stopniach
P1	14,65	3,9	176
P2	4,91	0,4	18
P3	13,85	4	185
P4	4,45	0,2	9
P5	13,49	4,1	185
P6	5,34	0,1	5
P7	13,69	4,1	185
P8	5,01	0,1	5

	II Płaszczyzna
	Amplituda	Kąt w radianach	Kąt w stopniach
P1	15,13	4	180
P2	5,08	0,5	23
P3	13,91	4,1	180
P4	4,79	0,2	9
P5	13,34	4	180
P6	5,36	0,1	5
P7	13,13	4,1	185
P8	5,55	0	0

II Płaszczyzna po dołożeniu 13,3g na kąt 280(6,2 rad) oraz 25g na kat 305(6,8 rad)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8

6) WNIOSKI

Podczas wyważania nie należy liczyć na całkowite usunięcie drgań, ponieważ jest to niewykonalne. Natomiast jest możliwa minimalizacja ich poprzez odpowiednie rozmieszczenie dodatkowych mas, co w konsekwencji sprawi że dokonamy optymalizacji drgań.

Możliwe jest pozbycie się drgań w jednym punkcie, co w konsekwencji wprawi w większe drgania cały układ oraz zagrozi bezpieczeństwu pracy urządzenia jak i obsługi.
Ponadto zwiększone koszty eksploatacji oraz nadmierny hałas również nie służą stwarzaniu sytuacji w której będzie występował jeden punkt bez drgań.

Nie mniej należy unikać częstotliwości rezonansowych urządzeń w celu uniknięcia nakładania się drgań, oraz narastaniu ich amplitud do znacznych wielkości.