tmm-lab

- 43 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

6.2. Динамічне зрівноваження. Векторний багатокутник

_

m rz , µmrz =

Векторний багатокутник

mr , µmr =

Таблиця 2. Співставлення результатів динамічного зрівноважування

7. Підсумки.

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 44 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

ДИНАМІЧНЕ БАЛАНСУВАННЯ РОТОРІВ

Чернігівський державний технологічний університет

- 45 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Мета роботи: експериментальне визначення двох додаткових мас (противаг) та місця їх закріплення, при якому досягається повна зрівноваженість ротора.

Обладнання та інструмент: установка ТММ-1, мікрокалькулятор.

Для ланок, які мають малу ширину вздовж осі обертання в порівнянні з діаметром (диски, вузькі колеса, шківи і т.п.), коли можемо приблизно вважати, що вся маса їх розташована в одній площині, перпендикулярній осі обертання, можемо обмежитись зрівноваженнями тільки вектора ( Φ = 0 ) сил інерції. Це Досягається статичним балансуванням. Повне зрівноваження обертових ланок

( Φ = 0 , M Φ = 0 ) досягається динамічним балансуванням.

Динамічне балансування проводять на балансувальних верстатах, в яких зрівноважувану ланку обертають. Вібрації опор, які при цьому виникають, заміряють спеціальними пристроями.

вний вектор Φ . Точку прикладання Φ1 візьмемо в площині I . Площини I і II

перпендикулярні осі обертання і розташовані на відстані l .

Рисунок 1. Схема ротора

Інерційні сили ланки, яка обертається, приводяться до двох схрещуваних сил Φ2 = Φ + Φ1′ в площині II . В загальному випадку площини I та II мо-

жуть бути вибрані довільно.

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 46 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Задача динамічного балансування зводиться до Φ1n = −Φ1 , Φ2 n = −Φ2 ,

тобто знаходженню двох противаг, розташованих в двох довільно вибраних площинах, які перпендикулярні осі обертання ланки.

Рисунок 2. Схема установки

В основу багатьох балансувальних верстатів покладена схема системи Шитікова Б.В. Ланку 4, яку балансують, укладають цапфами валу на підшипники 3 рами 1. Рама з основою 7 з’єднана з одного боку шарніром 2, а з другого пружною ланкою 6. Таким чином, рама разом з ротором може коливатись відносно осі O . Амплітуда коливань вимірюється приладом 5. При обертанні лан-

ки 4 сила Φ З1 (рисунок 3) буде відтворювати збуджуючий момент відносно осі

O .

де D1 = mi ρi – дисбаланс.

Рисунок 3. Розріз ротора

Чернігівський державний технологічний університет

- 47 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Збуджуючий момент змінюється по гармонійному закону з круговою час-

тотою ω , рівній кутовій швидкості ланки. M Φ , взаємодіючи з моментом від сил пружності ланки 6 та силами інерції ланки 4, визначає вимушені коливання верстата.

Якщо розігнати ротор до ωmax , а потім дати можливість йому обертатись за інерцією (вибіг), то по мірі зменшення ω буде зменшуватись амплітуда та

частота зміни M Φ .

При співпадінні частот ω = ωp (частота збуджуючого фактору та резона-

нсна) амплітуда коливань рами верстата буде найбільшою. З теорії коливань відомо, що амплітуда A вимушених коливань пропорційна амплітуді збуджую-

чого фактора (моменту) у нашому випадку дисбалансу D1 = mi ρi ,

можемо визначити mn 2 .

В процесі балансування з допомогою верстата Шитікова необхідно провести виміри максимальних амплітуд коливань рами I для трьох режимів:

1 – коливання рами при незрівноваженому роторі - амплітуда A1

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 48 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Рисунок 4. Розташування сил інерції в трьох режимах

Q1 та Q2 рівні та протилежні нормальні сили інерції ваги G

R1 = Φ1 + Q1 , R2 = Φ1 + Q2 .

Якщо амплітуди пропорційні збуджуючій силі, то

A1 = µR1 , A2 = µR2 , A3 = µR3 .

На тій же підставі A4 = µQ1 = µQ2 .

Тут A4 – амплітуда пропорційна тільки дисбалансу введеної додаткової ваги G , розташованої на відстані ρ від центру ротора.

Якщо паралелограми сил рівні, амплітуди пропорційні силам, то можемо скористатись паралелограмом амплітуд, отриманих експериментально. На основі властивостей паралелограма

Чернігівський державний технологічний університет

- 49 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Який взяти кут, визначається експериментально.

Послідовність виконання.

1.Перевірити надійність кріплення всіх деталей.

2.Розігнати ротор до числи обертів, що перевищує резонансне. Дати мо-

жливість вільного вибігу ротору. Зафіксувати максимальну амплітуду A1 . Про-

вести дослід тричі.

3. Встановити додаткову вагу G в прорізі диску I на відстані ρ . Зробити все як в п. 2.

4. Встановити додаткову вагу G в прорізі диску I на 180° на відстані ρ .

Зробити все як в п. 2.

5. Визначити масу противаги та місце її розташування, встановити її та перевірити зрівноваження ротора.

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 50 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

ДИНАМІЧНЕ БАЛАНСУВАННЯ РОТОРІВ

1.Мета роботи.

2.Теоретичне обґрунтування.

3.Характеристика експериментальної установки.

4.Методика проведення.

5.Експериментальні дані

5.1.

Таблиця 1. Амплітуда A1 коливань незрівноваженого ротора

6. Обробка та аналіз одержаних результатів

6.1A4 =

6.2D =

6.3ρ =

6.4cos(α ) =

7. Підсумки.

Чернігівський державний технологічний університет

- 51 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

УТВОРЕННЯ ПРОФІЛЮ ЗУБЦЯ КОЛЕСА МЕТОДОМ

ОБКАТКИ

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

- 52 -

ТММ. Методичні вказівки до лабораторних занять

Мета роботи: існують два принципово різні методи виготовлення циліндричних зубчастих коліс – копіювання та примусова обкатка. В даній роботі наочно вивчається метод виготовлення зубчастих коліс за методом обкатки, явище підрізання зубців і його уникнення зміщенням зуборізного інструменту.

Обладнання та інструмент: прилад ТММ-42, паперове коло, олівець, циркуль, мікрокалькулятор.

При обкатці заготовки інструментальною рейкою остання здійснює пово- ротно-поступальний рух, перпендикулярний до площини нарізуваного колеса. Заготовка має подвійний рух: обертаючись навколо своєї осі, вона одночасно переміщується вздовж рейки.

Зміщення рейки відносно заготовки (виправлення) використовують для усунення підрізання зубців, а також для покращення якісних показників зачеплення.

Рисунок 2. Рейкове зчеплення

Чернігівський державний технологічний університет