Таратарин В.Б., Кузенков В.В., Фурсяк Ф.И. - Лабораторный практикум по теории механизмов и машин, страница 9

9.2): Ме 2)мХ,из=М»из, Главный момент дисбалансов ротора можно определять моментом пары равных по модулю дисбалансогс В»л = 11»о = Юм расположенных в двух произвольных плоскостях (1 и 11), перпендикулярных оси ротора. Дисбаланс и момент дисбалансов не зависят от частоты вращения и полностью определяются конструкцией ротора. Балансировкой называют процесс определения дисбалансов ротора и их уменьшение путем добавления корректирующих масс. Балансировка эквивалентна уравновешиванию инерционных сил, действующих на ротор.

Эти силы можно заменить главным вектором и главным моментом, расположенными в произвольных плоскостях, Для приведения в равновесие такой системы сил достаточно уравновесить эти силы. Таким образом, любой жесткий ротор можно уравновесить двумя корректирующими массами, расположенными в двух произвольно выбранных несовпадающих плоскостях, перпендикулярных оси вращения. Зги плоскости называют плоскостями коррекции. Балансировку ротора проводят на специальных балаисировочных станках наплавлением, наваркой, привинчиванием корректирующих масс (противовесов) либо высверливанием или фрезерованием ротора с противоположной (»тяжелой») стороны.

Точность балансировки ротора характеризуется значением остаточного дисбаланса 2)» в каждой из плоскостей коррекции, которое не должно превышать допустимых для данного класса точности значений, регламентируемых ГОСТ 22061-76. 9.2. Балаисировочимй станок рамиого типа ТММ-1А Балансировочный станок рамного типа Т1»1М-1А (рис. 9.3) состоит из основания 6, рамы 3, упругого элемента 4, стрелочного индикатора 1 и ротора 2 с двумя дисками.

Рама 3 установлена на основании на двух подшипниках так, что может совершать угловые колебания относительно оси 0 — О, перпендикулярной плоскости чертежа. Диски ротора определяют плоскости коррекции и имеют по два радиальных паза для размещения пробных и корректирующих масс. Для измерения эксцентриситетов вдоль пазов размещены линейные шкалы. Диски могут поворачиваться относительно оси ротора, и углы поворота отсчитывают по шкалам, нанесенным на их ступицы. Фиксацию дисков осуществляют стопорными винтами. Пробные и корректирующие массы фиксируются в пазах диска гайками.

Ротор на раме установлен на двух шарикоподшипниках и может вращаться относительно своей оси. Во вращение ротор приводится электродвигателем 5, шкив которого прижимается к наружной поверхности ротора во время разгона рычагом с рукояткой. Включение и выключение двигателя осуществляются выключателем, связанным с рычагом.

Оси вращения ротора и качания рамы расположены в горизонтальной плоскости и взаимно перпендикулярны. Рама в горизонтальном положении удерживается прулсаной 4. 9.3. Основы теории рамиык баланеировочных станков Рама с ротором образуют линейную упруго-инерционную систему с двумя степенями свободы — вращение ротора и качание рамы. При вращении ротора неуравновешенные инерционные силы будут возбуждать колебания рамы.

В целях независимого подбора корректирующих масс в каждой плоскости коррекции ротор устанавливают на раме так, чтобы одна из плоскостей коррекции (плоскость 11 на рнс, 9.3) проходила через ось качания рамы, При этом инерционные силы, действующие на корректирующую массу, установленную в этой плоскости, не оказывают влияния на колебания рамы. Таким образом, измеряемая индикатором амплитуда колебаний рамы пропорциональна величине дисбаланса ротора в плоскости коррекции 1. Зависимость амплитуды колебаний рамы от частоты вращения ротора представлена на рис.

9А, Чтобы увеличить чувствительность станка, измерения проводят на резонансной частоте (т,е. при максимальной амплитуде колебаний). Для этого в установке используется индикатор, фиксирующий максимальное отклонение. вольно выбранном направлении вводят пробный дисбаланс Ю„.

Зтот дисбаланс создают закреплением в одном из пазов диска (плоскость 1) (рис. 9.5) массы е„на расстоянии е„от оси вращения ротора, т.е. Ю„= т„еа. Затем проводят второй пуск и измеряют амплитуду зс При третьем пуске измеряют амплитуду зз, вызванную действием дисбаланса ротора совместно с увеличенным в два раза пробным дисбалансом (масса т„перемещается в пазу в положение с координатой 2е„при неизменном направлении). Рассматривая дисбалансы как векторы, можно записать: О1 ~сь а, рад~с Рис. 9,4 Дисбаланс ротора, а значит, и противоположный ему по направлению дисбаланс корректирующей массы определяют методом трех пусков.

При первом пуске измеряют амплитуду зо вызванную действием дисбаланса ротора Ю,. Для этого ротор разгоняют до частоты вращения, превышающей собственную частоту колебаний рамы ас в 1,5-2 раза, и в процессе его торможения (выбега) регистрируют по индикатору максимальную амплитуду колебаний рамы, При втором пуске измеряют амплитуду, вызванную действием дисбаланса ротора совместно с пробным дисбалансом. Для этого в плоскость коррекции 1(см. рис. 9.3) в некотором произ- 66 Л =.О+гл„ На рис. 9.6, а изображены планы дисбалансов, соответствующие приведенным уравнениям.

Дисбаланс корректирующей массы должен быть равен по величине дисбалансу 4 и противоположен ему по направлению, Кроме того, он составляет с дисбалансом Ю„угол у. р ь Ь' е 67 Для расчета величины дисбаланса Д и угла у строят по измеренным амплитудам еь ее и 2~, как по трем сторонам, треугольник р'а'г1' (рис. 9.б, б) и проводят в нем медиану аЪ'. Покажем, что треугольник р'аЪ' подобен треугольнику раЬ. Для этого достроим треугольник рас до параллелограмма раде и проведем в нем диагональ рс(. Треугольники рас( и р'ада подобны, так как их стороны пропорциональны, а значит, подобны и треугольники раб и р аЪ. Из подобия этих треугольников следует„что Эг =З (р'а)/(аЪ).

(9.1) Аналитическое выражение для определения Ю~ следует из свойств треугольника р а'ае: ч=ггйгг гг-г.ггггг, (9.2) у = агссо+1~ + еи — е1 ) l(2е1аа)~, (9.3) 2)г =2Уп егlеп (9.4) Чтобы уравновесить ротор в плоскости коррекции Т,необходимо разместить в ней корректирующую массу т„ на эксцентриситете еи так, чтобы создать корректирующий дисбаланс л)и: А =- А = тк еи Необходимо отметить, что формула (9.3), в силу четности функции соз у, дает два решения: + у и — у. Искомое значение определяют опытным путем по меньшей величине остаточного дИСбаЛаНСа )3« (аМПЛИтуда бо) ПОВОрОтОМ дИСКа На утОЛ ~ у. 9.4. Порядок выполнения работы 1.

Ознакомьтесь с описанием работы и установкой ТММ-1А. 2, Задайтесь параметрами пробного дисбаланса т„и е„так, чтобы выполнялось условие 2еи я 80 мм. 3. Проведите в заданном последовательностью случайных чисел порядке опыты по измерению амплитуд яг (см. таблицу лабораторного журнала), следя за тем, чтобы во всех опытах пробны масса размещалась в одном и том же пазу диска Каждый опыт проводите в такой последовательности: а) разместите в пазу пробную массу т„и зафиксируйте ве на расстоянии е„или 2еи (ег измеряйте, сняв пробную массу); б8 б) нажав на выступающий конец щупа индикатора приведи те его в соприкосновение с рамой, Вращением шкалы ин тора установите его стрелку на нулевое деление; в) прижмите рычагом шкив двигателя к ротору, разгоните его до частоты вращения, превышающей резонансную; ВНИМАНИУВ В установке ТММ-1А применяют двигатель с последовательным возбуждением, который без нагрузки может развивать очень высокую частоту вращения.

Держать двигатель включенным при отсутствии контакта вго шкива с ротором недопустимо. г) нажав на выступающий конец щупа инцнкатора, приведите его в соприкосновение с рамой; д) отпустив рычаг и твм самым отключив двигатель, дайте ротору свободный выбег и после прохождения системой резонанса зарегистрируйте максимальную амплитуду колебаний рамы. 4.

Загрузите в ЭВМ программу обработки данных и по запросам программы введите исходные данные и результаты эксперимента. Ясли измерения проведены неправильно (векторный треугольник не замкнут), то программа выдаст сообщение: «Ошибка в исходных данньи», В этом случае необходимо повторить эксперимент. По окончании обработки данных на печать будут выданы средние значения искомых величин н их доверительные интервалы. 5. Определите значение остаточного дисбаланса ротора. Установите в том же пазу диска, где устанавливали т„, корректируюшую массу т„на расстоянии е„. Поверните диск вначале на угол +у, затем -у н в кажцом из положений измерьте значение аг, Для дальнейших измерений ау примите значение у со знаком, обеспечивающим меньшее значение зг.

Повторите измерение зу пять раз, каждый раз устанавливая значения е„и у (освободите диск и груз, переместите их вначале в произвольное положение, а затем в положение с координатами еи и у). б. Введите данные эксперимента по запросам программы и рассчитайте среднее значение остаточного дисбаланса ротора Юге, с доверительным интервалом ЬЗге, 7. Сделайте выводы по работе, отразив в них уменьшение неуравновешенности ротора в данной плоскости коррекции, оценив точность балансировки. Пршиечание. Если рабову еинолияюв гйе нрииенвии ЗВМ, во еначения го и у ояредеггяюв графически нувем носвроения огреуголгнина (си.

рис.лб, б/ и росчева ио формуле /9. В либо аивмво чески но формулам (9л/ — (9«2 б9 Работа М 17 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРЕНИЯ В ПОСТРПАТЕ)ПвНОй ЕИНЕМАТИЧЕСКОй ПАРЕ 4еаь и задачи рабаты — экспериментальное определение параметров, характеризующих процесс трения в поступательной кинематической паре (КП) при заданном сочетании материалов ее звеньев.

17.1. Трение в наступательной кинематической паре Процесс трения в машинах и механизмах определяется взаимодействием поверхностных слоев, образующих кинематическую пару (КЛ) звеньев. Этот процесс как чисто механического (на макроуровне), так и физико-химического или молекулярного (на микроуровне) взаимодействий сопровождается нагревом и разрушением контактирукицих поверхностей, изменением их структуры и свойств. Интенсивность этих процессов определяется физико-механическими свойствами материалов КП, состоянием контакпарующих поверхностей, удельным давлением в зоне контакта, относительной скоростью звеньев, а также температурой, влажностью и многими другими факторами, Рассмотрим процесс возникновения сил трения в поступательной КЛ (рис.

17.1). Приложим к звену 3' некоторую внешнюю силу Г, вектор которой образует с нормалью к контактирующим поверхностям угол а. Тангенциальная составляющая этой силы Р в)п(а) стремится сдвинуть звено 3 относительно звена 2 в направлении касательной к контактирующим поверхностям. Ей противодействует возникающая в зоне контакта тангенциальная составляющая реакции. При увеличении сдвигающей силы Г зш(сс) из-за деформации материалов звеньев в зоне контакта (этап предварительного упругого смещения) происходит некоторый сдвиг звеньев. В момент, когда сдвигающая сила достигает значения силы сцепления Р,„(при подходе к точке срыва слева) (рис.17.2, а), или силы трения покоя Ра (при подходе к точке срыва справа), начинается относительное движение звеньев.