Реферат: Балансировка роторной системы

Министерствообразования и науки Российской Федерации

Федеральноеагентство по образованию

Южно-уральскийгосударственный университет

Кафедра «Автомобильныйтранспорт»

Курсоваяработа

по дисциплине:«Вибродиагностика механизмов»

на тему: «Балансировкароторной системы»

Выполнил:Долгов П.И.

Группа:АТ-553

Проверил: ИвановД. Ю.

Челябинск 2007

Аннотация

Долгов П.И. Курсоваяработа по курсу: Вибродиагностика. – Челябинск: ЮУрГУ, АТ-553, 2007. – 17 л. Библиография литературы – 1 наименование.

В данной курсовой работеэкспериментально исследуются колебания роторной системы, и по полученнымэкспериментальным данным производится балансировка одного из дисковлабораторной установки, производится расчет корректировочной массы, и угол накоторый необходимо установить корректировочную массу. Также проведен теоретическийрасчет значений амплитуд ускорений и проведено сравнение экспериментальных итеоретических результатов.

Содержание

Введение. 4

1 Балансировка роторной системы… 5

1.1 Цель работы… 5

1.2 Описание установки и методика проведения эксперимента. 5

1.3 Способ трех пусков с пробными массами. 6

1.4 Порядок проведения работы… 8

1.5 Определение величины и угла прикрепления. 9

корректирующей массы… 9

2 Балансировка роторной установки с использованием

программного обеспечения. 10

3 Оценка адекватности проведенной балансировки. 11

Список литературы… 12

Приложение. 13

Введение

Отечественный и зарубежный опытпоказывает, что внедрение средств диагностирования является одним из важнейшихфакторов повышения экономической эффективности использования оборудования впромышленности. Назначение диагностики — выявление и предупреждение отказов инеисправностей, поддержание эксплуатационных показателей в установленных пределах, прогнозирование состояния в целях полного использования доремонтного имежремонтного ресурса.

Практически мгновеннаяреакция вибросигнала на изменение состояния оборудования является незаменимым качествомв аварийных ситуациях, когда определяющим фактором является скорость постановкидиагноза и принятия решения.

Контроль технологическихпроцессов производства методами виброакустики, контроль качества монтажа машини механизмов в период их изготовления и в ремонтный период также позволяютсэкономить рабочее время и трудовые затраты, а следовательно, являются залогомповышения эффективности производства и использования механическогооборудования в народном хозяйстве.

1 Балансировка роторной системы

Вданной работе экспериментально исследуются колебания роторной системы, и пополученным экспериментальным данным производится балансировка одного из дисковлабораторной установки. При этом производится расчет корректировочной массы, иугол на который необходимо установить корректировочную массу. Сопоставляя полученныетеоретические и экспериментальные результаты, можно сделать выводы о качествепроведения балансировочных работ.

1.1 Цель работы

1.Проведение балансировки ротора по методу трех пусков.

2.Построение векторной диаграммы для определение величины и фазового угла корректирующеймассы.

3.Сравнение полученных экспериментальных и теоретических результатов.

1.2 Описание установки и методикапроведения эксперимента

Экспериментальнаяустановка для определения АЧХ и ФЧХ системы показана на рис 1. Она состоит изроторной системы, управляющей и измерительной аппаратуры. Исследуемая системапредставляет собой простейшую роторную систему. Конструктивно лабораторнаяустановка состоит из основания, на котором крепятся две опоры, кронштейндатчика и асинхронный двигатель типа КД-50-У4, мощностью 60 Вт с номинальнойчастотой вращения 2750 об/мин. В опорах на подшипниках качения вращается вал сдвумя дисками. Вал соединен с двигателем с помощью муфты. Датчикивиброускорения помещаются на опоры в вертикальном и горизонтальномнаправлениях, ближе к дискам с дисбалансом.

Нарисунке 1 представлена схема установки />

Рисунок1 — Принципиальная схема лабораторной установки:

1 — электродвигатель. 2 — основание; 3 — диски; 4 – подшип-

ники качения; 5 — муфта.

Датчикивиброускорения — пьезоэлектрические акселерометры установлены на опорах — подшипниках качения. Сигнал виброускорения с датчиков поступает на измерители амплитуды, датчики измеряют мгновенные значения виброускорений; измерители амплитудыпоказывают амплитуды виброускорения на опорах. Эксперимент проводится способомтрех пусков с пробными массами.

1.3 Способ трех пусков с пробнымимассами

Данныйспособ применяют в тех случаях, когда отметку фазы получить нельзя. При этомиспользуют виброизмерительную аппаратуру для определения амплитуды колебанийкорпуса или бесконтактные датчики, измеряющие перемещения ротора. При первомзапуске определяем амплитуду /> вибрациис начальным (исходным) дисбалансом ротора. Затем в плоскости коррекции устанавливаемпробную массу />, запускаем ротори определяем новую амплитуду колебаний корпуса. Эту операцию повторяем еще 2раза, устанавливая /> на одном и томже радиусе, но под различными углами. Полученным трем амплитудам присваиваютсяномера в следующей зависимости: A1>A2, A1>A3. Послеэтого строим векторную диаграмму дисбалансов (рисунок 2) .

Рисунок2 — Векторная диаграмма дисбалансов при способе трех пусков

Получаемсистему треугольников, в каждом из которых неизвестна одна сторона Ап, ностороны равны между собой и пропорциональны/>.На основании теоремы косинусов:

А12=А02+Ап2– 2А0Апcos/>; (1)

A22=А02+Ап2 –2А0Апcos(/> – />); (2)

A32=А02+Ап2 –2А0Апcos(/> - />). (3)

где /> - угол между первым ивторым положением пробной массы;

/> — угол между первым итретьим положением пробной массы;

Угловоеположение /> для постановки корректирующей массы относительно положенияпервой пробной массы (в том же направлении, по которому отмечают, /> и />) определяем по зависимостиполученной из первых трех выражений:

/>; (4)

ВеличинуАn находим после подстановки значения /> в одно из тех же выражений,или из их разности:

/>; (5)

наосновании чего находим и величину корректирующей массы из соотношения

/>. (6)

Еслибалансировку выполнять удалением массы />,то место коррекции находят под углом />+180°.

1.4 Порядок проведения работы

•проводится экспериментальное исследование колебаний системы;

• порезультатам эксперимента вычисляются значения величины корректирующей массы ифазовый угол ее установки;

•строится векторная диаграмма дисбалансов диска роторной системы;

•сравнение теоретических и экспериментальных результатов;

•определение остаточного дисбаланса;

•делаются выводы о качестве проведенных балансировочных работ.

Результатыпроведения эксперимента представлены в табл.

Таблица1

Результатыпроведения эксперимента

A0 A1 A2 A3 α, град β, град

mn, г

1 верт. 3,115 3,856 2,987 2,147 60 105 1,42 2 верт. 2,29 2,786 2 1,287 60 45 2,09 1 гориз. 0,08097 0,09364 0,08304 0,05439 60 105 1,42 2 гориз. 0,07125 0,14098 0,07517 0,05756 2,09 1.5 Определение величины и углаприкреплениякорректирующей массы

Установимпорядковые номера амплитуд вибраций с пробными массами и угловые положениявторого и третьего номеров относительно первого; согласно требованию А/>>А/>, А/>>Аз.

Поформуле (4), (5),(6) рассчитываем значения угла /> дляпостановки корректирующей массы, величину Аn и значение корректирующей массы m k.

Корректирующуюмассу установим на выбранном радиусе R, под углом 186,74 и (189,12) от места постановки пробной массы сприсвоенным номером один (/>), по направлению к месту пробной массы сприсвоенным номером два />, т.е.угол /> находим между углами /> и />. Векторная диаграмма дисбалансов,построенная с помощью результатов рассчитанных по формулам (4), (5), (6)показана в приложении.

Таблица2 –

Результатырасчетов

tgγ γ An mk 1 верт. 3,41 73 2,29 3,53 1 гориз. -2,45 247 7,93 0,98 2 верт. 3,12 72 1,97 2,075 2 гориз. 2,48 68 2,48 2,1

По полученным даннымстроим векторную диаграмму дисбалансов (приложение)

2 Балансировка роторной установки с использованиемпрограммного обеспечения

Теоретическоеопределение значений амплитуды ускорений производится при помощи программы ATLANT. Данная программа предназначена длятеоретического определения амплитуд ускорений при балансировке роторной системы,места положения корректирующей массы для достижения наилучшего результатабалансировки, также данная программа позволяет корректировать место положенияданного груза, если расчетный угол не соответствует доступным для корректированияуглам и оценить эффективность балансировки.

Результатырасчета приведены в таблицах 3, 4 и 5.

Таблица3 –

Результатырасчета амплитуд ускорений

Плоскость Масса Угол Точка Первая гармоника расчетная эффективность балансировки Вертикальная Поперечная амплитуда фаза амплитуда фаза М01 5,66 24,3 Т01 0,7 219,7 0,26 288,2

83,809%/>

М02 0,79 344,3 Т02 0,47 241,7 0,61 42,3

Таблица4

Результатырасчета положения корректирующей массы в плоскости МО1

Расчетный груз Разложение грузов плоскость М01 доступные углы разложение груза Груз 5,66 Угол 1 20 4,062 Угол 24,3 Угол 2 35 1,6396

Таблица5

Результатырасчета положения корректирующей массы в плоскости МО2

Расчетный груз Разложение грузов плоскость М02 доступные углы разложение груза Груз 0,79 Угол 1 335 0,3031 Угол 344,3 Угол 2 350 0,4932
3 Оценка адекватности проведенной балансировки

Дляоценки адекватности проведенной балансировки определим относительные погрешностив горизонтальной и вертикальной плоскостях .

Погрешностиопределяются по следующим формулам:

/> (7)

Результатырасчета погрешностей выбранной математической модели представлены в таблице 6.

Таблица6 –

Погрешностибалансировки

Плоскость

коррекции

γ%

mk%

01 4,00 14,04 02 13,0 80,065

Вывод: Различиекорректирующей массы вызвано погрешностью измерения, т.к. приемник установленна магните и при большой частоте вращения ротора возникает “плавание” датчика./>

Списоклитературы

1. Захезин А.М.,Колосова О.П., Малышева Т.В. Теоретическая и прикладная механика: Учебноепособие. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. – 47с.

Приложение

Рисунок 3 – Величинадисбалансов на определённой частоте, определённого вибросигнала

Рисунок 4 – Величинадисбалансов на определённой частоте, определённого вибросигнала

Рисунок 5 – Разложениемасс /> и />грузов

Рисунок 6 – Диаграммасигналов и спектров

/> />

Рисунок 7 – Векторнаядиаграмма дисбалансов:

А) Первая плоскость,направление вертикальное;

Б) Вторая плоскость,направление горизонтальное.

еще рефераты