Балансировка роторной системы (стр. 1 из 2)
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
1 Балансировка роторной системы.. 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
2 Балансировка роторной установки с использованием
3 Оценка адекватности проведенной балансировки. 11
Введение
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 машин и механизмов в период их изготовления и в ремонтный период также позволяют сэкономить рабочее время и трудовые затраты, а следовательно, являются залогом повышения эффективности производства и использования механического оборудования в народном хозяйстве.
1 Балансировка роторной системы
В 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 работы
1. 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 массами
Данный 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 пусков
Получаем 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 1
Результаты проведения 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 угла прикрепления
корректирующей массы
Установим порядковые номера амплитуд вибраций с пробными массами и угловые положения второго и третьего номеров относительно первого; согласно требованию А
>А 
, А >Аз.