Принципиальная схема установки

Установка состоит из роторной системы (рис. 8.1), управляющей и измерительной аппаратуры [3] (рис. 8.2).

Исследуемая система представляет собой простейшую роторную систему (см. рис. 8.1) на подшипниках качения. Конструктивно лабораторная установка состоит из основания 1, на котором крепятся две опоры 2, кронштейн отметчика фазы 3 и асинхронный двигатель типа КД-50-У4 4, мощностью 60 Вт с номинальной частотой вращения 2750 об/мин. В опорах на подшипниках качения вращается вал 5 с двумя дисками 6 и легкий пластмассовый диск 9 с меткой начала отсчета угла поворота вала. Вал соединен с двигателем с помощью упругой муфты 7. Датчики виброускорения 8 помещаются на опоры ротора в вертикальном и горизонтальном направлениях, ближе к консольно закрепленным дискам, на которых имеются резьбовые отверстия для закрепления в них грузов, вносящих дисбаланс, и корректирующих масс. Отверстия располагаются по краю дисков с шагом 15^о.

Д атчики виброускорения – пьезоэлектрические акселерометры установлены на опорах – подшипников качения. Сигнал виброускорения с датчиков

поступает на предварительные усилители сигнала (см. рис. 8.2), далее на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) пермской фирмы «Виброцентр» и персональный компьютер. Датчики измеряют мгновенные значения виброускорений; предусилитель усиливает сигнал; АЦП преобразовывает аналоговый сигнал в цифровой, ПК сохраняет информацию всего замера на жестком диске и позволяет проводить обработку вибросигналов с помощью ПО.

Определение дисбаланса с помощью ПО «Атлант»

Необходимо полученные файлы с замерами скопировать в директорию, созданную заранее в вибродиагностической программе «Атлант». Там необходимо создать протокол балансировки, затем запустить подпрограмму «экспертная система Диана». Занести в подпрограмму минимум три пуска, нажать кнопку «Расчет». Полученные массы, углы и коэффициенты влияния сохранить для отчета. Далее нажать кнопку «Разложить грузы», в появившемся окне внести доступные на дисках углы для прикрепления корректирующих масс, получить результат для обоих плоскостей, результаты сохранить для отчета. Далее нажать кнопку «Графика» и наглядно убедиться в правильности расчетных данных, окно «Графика» сохранить для отчета. Определить эффективность балансировки.

Определение дисбаланса методом трех пусков

Данный метод применяют в тех случаях, когда отметку фазы получить нельзя. При этом используют виброизмерительную аппаратуру для определения амплитуды колебаний корпуса подшипников ротора. При первом запуске определяют амплитуду А₀ вибрации с начальным (исходным) дисбалансом ротора. Затем в плоскости коррекции устанавливают пробную массу m_n запускают ротор и определяют новую амплитуду колебаний корпуса на частоте вращения ротора. Эту операцию повторяют еще 2 раза, устанавливая m_п на одном и том же радиусе, но под различными углами. Полученным трем амплитудам присваивают номера в следующей зависимости [8]:

А₁ > А₂, A₁ > А₃,

и строят диаграмму. Получают систему треугольников (рис.8.3), в каждом из которых неизвестна одна сторона A_n, но стороны равны между собой и пропорциональны m_п. На основании теоремы косинусов:

;

;

,

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 определяют по зависимости, полученной из первых трех выражений:

.

Величину A_n находят после подстановки значения в одно из тех же выражений, или из их разности:

,

на основании чего находят и величину корректирующей массы из соотношения:

.

Если балансировку выполняют удалением массы m_к, то место коррекции находят под углом + 180°.

Для оценки адекватности проведенной балансировки определим относительные погрешности теоретических значений корректирующей массы и угла ее установки. Погрешности определяются по следующим формулам:

,

где – корректирующие массы; первая – полученная в ходе расчета по методу трех пусков, и вторая – известная, установленная на диск ротора перед выполнением эксперимента соответственно; – угол установки корректирующей массы и угол положения известного дисбаланса соответственно. Расчет погрешностей производится для каждой плоскости коррекции.

Выводы

После расчета дисбаланса, корректирующей массы и угла ее положения для его устранения студентом делаются выводы об адекватности методов расчета указанных параметров, точности методов и удобства их реализации.