123464

Teoria maszyn i mechanizmów Dynamika Mechanizmów Wyrównoważanie 2

Wyrównoważenie technologiczne jest korektą mas wytworzonych już części maszyn. Takie wyrównoważanie przeprowadza się na ogół w trakcie procesu technologicznego na specjalnych maszynach zwanych wyważarkami, na których na drodze pomiarowej zostaje ustalone miejsce oraz ilość zbędnego lub brakującego materiału. Przykładem jest wyrównoważanie wirników silników elektrycznych czy wirników wentylatorów. Oczywiście można również wyważać w ten sposób części maszyn, które uległy zużyciu bądź uszkodzeniu w trakcie eksploatacji np. kola samochodowe.

Maszyny o dużych wymiarach, ciężkie, trudne do demontażu można wyważać w trakcie eksploatacji korzystając z przenośnej aparatury pomiarowej.

W przemyśle pracują również takie maszyny, w których wirujący człon roboczy zużywa się nierównomiernie podczas pracy, wywołując stan niewyrównoważenia. Szczególnym przypadkiem takich maszyn są precyzyjne szlifierki tarczowe. W takich przypadkach do wyrównoważania są stosowane specjalne głowice zabudowane na stale bezpośrednio na wirniku (tarczy ściernicy), które umożliwiają korektę jego masy w trakcie ruchu..

Jedną z cech postępu technicznego jest ciągły wzrost prędkości obrotowych maszyn i urządzeń, ponieważ szybkoobrotowe maszyny są bardziej wydajne i lżejsze od maszyn wolnoobrotowych. Przykładowo prędkości obrotowe turbin parowych i gazowych przekraczają 10 000 obr./min., wirniki silników elektrycznych o dużych częstotliwościach zasilania osiągają 100 000 obr./min., a niektóre ultrawirniki wirują z prędkościami rzędu 500 000 obr./min. Dla tego typu maszyn wyrównoważanie staje się koniecznością. Można wykazać, że już przy prędkości obrotowej 3000 obr./min. przesunięcie środka ciężkości wirnika o 100 pm wywołuje w łożyskach reakcje dynamiczne równe w przybliżeniu ciężarowi wirnika. Ponieważ reakcje dynamiczne rosną z kwadratem prędkości obrotowej, to przy prędkościach rzędu 30 000 obr./min. reakcje dynamiczne są 100 razy większe od statycznych.

Problemy wyrównoważania możemy podzielić na dwie grupy:

-    wyrównoważanie wirników sztywnych (pojedynczych członów)

-    wyrównoważanie mechanizmów i maszyn złożonych z układów członów

sztywnych.

W pierwszym przypadku chodzi o sprowadzenie do zera nadwyżek dynamicznych reakcji działających na łożyska wirującego członu. W drugim przypadku dążymy do minimalizacji reakcji dynamicznych przenoszonych na podstawę maszyny (ostoję), co na ogół wiąże się ze zwiększeniem reakcji dynamicznych w parach kinematycznych pomiędzy ruchomymi członami nie związanymi z podstawą.

Opracowali: J. Felis, H. Jaworowski