Wydział Transportu PW Mechanika Techniczna - Laboratorium

Sprawozdanie z ćwiczenia nr: 5 Tytuł ćwiczenia: WYRÓWNOWAŻANIE STATYCZNE i DYNAMICZNE ELEMENTÓW WIRUJĄCYCH

Grupa (specjalność): SRD
Zespół nr: 3
	Nazwisko	Imię	Ocena końcowa
	Czarnocki	Arkadiusz
	Demianiuk	Maciej
	Jaworska	Anita
	Jaśińska	Elwira

Data wykonania ćwiczenia (dd.mm.rr)	17.05.10
Data oddania sprawozdania (dd.mm.rr)	24.05.10

Mechanika Techniczna - Laboratorium

Arkusz Ocen

Ćwiczenie nr: 5

Tytuł ćwiczenia: WYRÓWNOWAŻANIE STATYCZNE i DYNAMICZNE ELEMENTÓW WIRUJĄCYCH

Grupa (specjalność): SRD
Zespół nr: 3
	Nazwisko	Imię	Ocena
			Sprawozdanie	Sprawdzian	Końcowa
	Czarnocki	Arkadiusz
	Demianiuk	Maciej
	Jaworska	Anita
	Jaśińska	Elwira

Data wykonania ćwiczenia (dd.mm.rr)	17.05.10
Data oddania sprawozdania (dd.mm.rr)	24.05.10

Przypadek 2: Wirnik niewyrównoważony dynamicznie.

Do idealnie wyważonego wału wirnika przykręciliśmy 4 ciężarki o masie U1 i U2, Ciężarki o tych samych masach były pod kątem 180* względem siebie. Ciężarki o masie m1 znajdowały się w odległości a = 120 [mm] względem siebie, zaś ciężarki o masie m2 w odległości b = 99,5 [mm].

Następnie uruchomiliśmy silnik, zwiększając powoli liczbę obrotów i zaobserwowaliśmy, iż przy prędkości obrotowej wirnika równej 1080 [Obr/min] dochodzi do wyraźnie wyczuwalnych drgań podstawy wirnika.

Obliczenia reakcji dynamicznych łożysk:

Masa:

_Ѡ = 1080 obr/min = 18 obr/s

Odległość między środkami łożysk: l₂ = 230 mm

Długość wału : l₁=210 mm

F₁ = U_{1 * Ѡ}² = 0,324 [N]

F₂ = U_{2 * Ѡ}² = 0,68 [N]

R_A - F₁ - F₂ + F₁ + F₂ - R_B = 0

R_A = F₁ + F₂ - F₁ - F₂ + R_B

R_A = R_B

U_{1* Ѡ}²*0,0652 + U_{2 * Ѡ}²*0,0752 - U_{2 * Ѡ}²*0,1765 - U_{1 * Ѡ}²*0,1852 + 0,23*R_B = 0

0,0211 + 0,0511 - 0,12 - 0,06 + 0,23 R_B = 0

0,23R_B = 0,06483

R_B = 0,468 [N]

R_A = 0,468 [N]

Przypadek 3: Wyrównoważanie dynamiczne wirnika.

Do idealnie wyważonego wału wirnika przykręciliśmy 4 ciężarki o masie U1 i U2, Ciężarki o tych samych masach były pod kątem 180* względem siebie. Ciężarki o masie m1 znajdowały się w odległości a = 120 [mm] względem siebie, zaś ciężarki o masie m2 w odległości b₁ = 54,17 [mm].

Następnie uruchomiliśmy silnik, zwiększając powoli liczbę obrotów i zaobserwowaliśmy, iż nie dochodzi do wyczuwalnych drgań podstawy wirnika.

Wykonane obliczenia:

U1 = 100,

U2 = 210

b = U1:U2 * a

b = 100:210 * 120[mm]

b₁ = 57,14 [mm]

Wnioski:

Tematem ćwiczenia nr 5 było wyrównoważenie statyczne i dynamiczne elementów obrotowych. Doświadczenie przeprowadziliśmy przy użyciu wirnika na którym umieszczone zostały cztery dyskretne masy pod postacią płaskowników. Prostowniki te usytuowaliśmy na wale w dwóch różnych ułożeniach.

Drugie ustawienie z dwoma z czterech płaskowników, obróconymi o 180º w stosunku do poprzedniego ułożenia poddaliśmy również stopniowemu zwiększaniu obrotów silnika. W tym przypadku doszliśmy do 1080 [Obr/min]. Był to przykład niewyrównoważenia dynamicznego układu wirującego.

W obu przypadkach elementy niewłaściwie wyrównoważone (wał oraz płaskowniki) poddane zostały działaniu sił bezwładności prowadzących do wzrostu naprężeń w łożyskach co w konsekwencji spowodowało i drgania.

W trzecim przypadku po odpowiednim „lustrzanym” ułożeniu płaskowników mieliśmy do czynienia z wyrównoważeniem wirnika. Wirnik nawet po doprowadzeniu do wartości maksymalnej obrotów tj, 1400 [Obr/min], nie ulegał drganiom. Jest to przykład na właściwie wyrównoważony element obrotowy, który miał na celu ukazanie, jak ważne w przypadku takich elementów jak np. koła samochodowe, tarcze obrotowe, turbiny itp. jest prawidłowe wyrównoważenie. Wcześniejsze przykłady ilustrowały co dzieje się z układem nieprawidłowo wyrównoważonym poddanym sile obrotowej i uświadomiły nas, że prawidłowe wyrównoważenie tych elementów jest jednym z ważniejszych czynników, dzięki któremu stają się one bezpieczne dla użytkownika, trwałe, mogą prawidłowo i długo spełniać swoje role.

---