Балансировка роторной системы
1
6
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-уральский государственный университет
Кафедра «Автомобильный транспорт»
Курсовая работа
по дисциплине: «Вибродиагностика механизмов»
на тему: «Балансировка роторной системы»
Выполнил: Долгов П.И.
Группа: АТ-553
Проверил: Иванов Д. Ю.
Челябинск 2007
Аннотация
Долгов П.И. Курсовая работа по курсу: Вибродиагностика. - Челябинск: ЮУрГУ, АТ-553, 2007. - 17 л. Библиография литературы - 1 наименование.
В данной курсовой работе экспериментально исследуются колебания роторной системы, и по полученным экспериментальным данным производится балансировка одного из дисков лабораторной установки, производится расчет корректировочной массы, и угол на который необходимо установить корректировочную массу. Также проведен теоретический расчет значений амплитуд ускорений и проведено сравнение экспериментальных и теоретических 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
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что внедрение средств диагностирования является одним из важнейших факторов повышения экономической эффективности использования оборудования в промышленности. Назначение диагностики -- выявление и предупреждение отказов и неисправностей, поддержание эксплуатационных показателей в установленных пределах, прогнозирование состояния в целях полного использования доремонтного и межремонтного ресурса.
Практически мгновенная реакция вибросигнала на изменение состояния оборудования является незаменимым качеством в аварийных ситуациях, когда определяющим фактором является скорость постановки диагноза и принятия решения.
Контроль технологических процессов производства методами виброакустики, контроль качества монтажа ма-шин и механизмов в период их изготовления и в ремонт-ный период также позволяют сэкономить рабочее время и трудовые затраты, а следовательно, являются залогом повышения эффективности производства и использова-ния механического оборудования в народном хозяйстве.
1 Балансировка роторной системыВ данной работе экспериментально исследуются колебания роторной системы, и по полученным экспериментальным данным производится балансировка одного из дисков лабораторной установки. При этом производится расчет корректировочной массы, и угол на который необходимо установить корректировочную массу. Сопоставляя полученные теоретические и экспериментальные результаты, можно сделать выводы о качестве проведения балансировочных работ.
1.1 Цель работы1. Проведение балансировки ротора по методу трех пусков.2. Построение векторной диаграммы для определение величины и фазового угла корректирующей массы.3. Сравнение полученных экспериментальных и теоретических результатов.1.2 Описание установки и методика проведения эксперимента Экспериментальная установка для определения АЧХ и ФЧХ системы показана на рис 1. Она состоит из роторной системы, управляющей и измерительной аппаратуры. Исследуемая система представляет собой простейшую роторную систему. Конструктивно лабораторная установка состоит из основания, на котором крепятся две опоры, кронштейн датчика и асинхронный двигатель типа КД-50-У4, мощностью 60 Вт с номинальной частотой вращения 2750 об/мин. В опорах на подшипниках качения вращается вал с двумя дисками. Вал соединен с двигателем с помощью муфты. Датчики виброускорения помещаются на опоры в вертикальном и горизонтальном направлениях, ближе к дискам с дисбалансом. На рисунке 1 представлена схема установки ------ Рисунок 1 - Принципиальная схема лабораторной установки: 1 - электродвигатель. 2 - основание; 3 - диски; 4 - подшип- ники качения; 5 - муфта.Датчики виброускорения - пьезоэлектрические акселерометры установлены на опорах - подшипниках качения. Сигнал виброускорения с датчиков поступает на измерители амплитуды, датчики измеряют мгновенные значения виброускорений; измерители амплитуды показывают амплитуды виброускорения на опорах. Эксперимент проводится способом трех пусков с пробными массами.1.3 Способ трех пусков с пробными массамиДанный способ применяют в тех случаях, когда отметку фазы получить нельзя. При этом используют виброизмерительную аппаратуру для определения амплитуды колебаний корпуса или бесконтактные датчики, измеряющие перемещения ротора. При первом запуске определяем амплитуду вибрации с начальным (исходным) дисбалансом ротора. Затем в плоскости коррекции устанавливаем пробную массу , запускаем ротор и определяем новую амплитуду колебаний корпуса. Эту операцию повторяем еще 2 раза, устанавливая на одном и том же радиусе, но под различными углами. Полученным трем амплитудам присваиваются номера в следующей зависимости: A1>A2, A1>A3. После этого строим векторную диаграмму дисбалансов (рисунок 2) . Рисунок 2 - Векторная диаграмма дисбалансов при способе трех пусковПолучаем систему треугольников, в каждом из которых неизвестна одна сторона Ап, но стороны 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 и вторым положением пробной массы; - угол между первым и третьим положением пробной массы; Угловое положение для постановки корректирующей массы относительно положения первой пробной массы (в том же направлении, по которому отмечают, и ) определяем по зависимости полученной из первых трех выражений:; (4) Величину Аn находим после подстановки значения в одно из тех же выражений, или из их разности:; (5)на основании чего находим и величину корректирующей массы из соотношения. (6)Если балансировку выполнять удалением массы , то место коррекции находят под углом + 180°.1.4 Порядок проведения работы* проводится экспериментальное исследование колебаний системы;* по результатам эксперимента вычисляются значения величины корректирующей массы и фазовый 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.Результаты проведения эксперимента представлены в табл. Таблица 1Результаты проведения экспериментаA0 | A1 | A2 | A3 | ?, град | ?, 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 |
| tg? | ? | 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 |
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 |
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 |
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 |
Плоскость коррекции | ?% | mk% | |
01 | 4,00 | 14,04 | |
02 | 13,0 | 80,065 |
Вывод: Различие корректирующей массы вызвано погрешностью измерения, т.к. приемник установлен на магните и при большой частоте вращения ротора возникает “плавание” датчика.
Список литературы
1. Захезин А.М., Колосова О.П., Малышева Т.В. Теоретическая и прикладная механика: Учебное пособие. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. - 47с.
Приложение Рисунок 3 - Величина дисбалансов на определённой частоте, определённого вибросигналаРисунок 4 - Величина дисбалансов на определённой частоте, определённого вибросигналаРисунок 5 - Разложение масс и грузовРисунок 6 - Диаграмма сигналов и спектров Рисунок 7 - Векторная диаграмма дисбалансов:А) Первая плоскость, направление вертикальное;Б) Вторая плоскость, направление горизонтальное.