Лабораторная работа № 1
КРИТИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ ВАЛОВ
1.1 Цель работы:
Изучение резонансных явлений, критических частот вращения и поперечных колебаний валов.
1.2 Задачи исследований
-
Анализ динамической системы «ротор-подшипник».
-
Теоретическое и экспериментальное определение прогибов, коэффициентов изгибной жесткости валов.
-
Определение критических частот вращения вала экспериментальной установки на основании расчетных значений жесткости и опытных значений прогибов.
-
Экспериментальное определение критических частот при различных значениях нагрузки и геометрических параметров,
-
Определение критических частот и форм колебаний вала экспериментальной установки с использованием автоматизированной системы расчета АРМ WinМасhinе.
-
Графическая интерпретация результатов, их анализ и выводы по работе.
Последовательность выполнения работы.
1. Определяются расчетные значения критических скоростей по формуле (1.7) для симметричного и смещенного расположения дисков при различных значениях изгибной жесткости (3-4) и масс ротора. Размеры вала представлены на рис. 1.6, при этом расстояние между опорами L=0,55 м; расстояния от средней линии диска до левой и правой опор соответственно равны a1 = 0,25 м; b1 = 0,3 м; a2 = b2 = 0,275 м (симметричное положение); а3 = 0,3 м; b3 = 0,25 м. Масса вала mв = 0,5 кг, масса каждого из 2-х съемных дисков mд = 0,5 кг, масса центрального съемного диска mцд = 1 кг, т. е. ротор может иметь массу:
1) m1 = mв + mцд = 0,5 + 1 = 1,5;
2) m2 = mв + mцд + mд = 0,5 + 1 + 0,5 = 2 кг;
3) m2 = mв + mцд + 2mд = 0,5 + 1 + 1 = 2,5 кг.
Кроме этого возможно изменение массы и дисбаланса ротора путем установки дополнительных винтов на дисках. Результаты занести в таблицу 1.1 (строки 1-4).
2. Проводятся экспериментальные измерения прогибов вала индикатором часового типа в статическом состоянии под действием дополнительной силы F = mg = 88,3 Н, в центральном и смещенных положениях, где m = 9 кг -приведённая масса ротора, включающая массу дисков и вала. Следует заметить, что полученные величины прогибов будут включать в себя и статическую изгибную деформацию под действием массы ротора. По ф-ле 1.8 вычислить значения критических частот. Результаты занести в табл. 1.1 (строки 5-8).
3. На экспериментальной установке проводятся определение критических частот вала при различных значениях масс (m1, m2, m3, m4) положениях дисков по пункту 1. Результаты исследований заносятся в таблицу 1.1 (строки 9-12). Для повышения точности необходимо проводить измерение не менее 3-х раз, а результат представить как математическое ожидание величины.
4. При выключенной установке изменить межопорное расстояние с 0.55 м до 0.5 м и повторить п. 1-3 последовательности выполнения работы. Полученные результаты заносятся в таблицу 1.2.
Рис. 1.1. Схема изгиба вала
Таблица 2.4.
Тип и конструктивные особенности подшипников
|
Тип подшипника |
Обознач ение |
Конструктивные особенности |
Обозначение |
|||
|
|
4-я цифра |
|
5-я цифра |
6-я цифра |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
Радиальный шариковый |
0 |
Однорядный С канавкой для установочной шайбы С одной защитной шайбой С двумя защитными шайбами С одним уплотнением С двумя уплотнениями С канавкой для ввода шариков без сепаратора То же и с двумя защитными шайбами |
0 5 6 8 6 8 7 8 |
0 0 0 0 1 1 9 0 |
||
|
Радиальный шариковый сферический самоустанавлива ющийся |
1 |
Двухрядный Двухрядный с коническим отверстием и втулкой Двухрядный с двумя защитными шайбами Однорядный с двумя защитными шайбами |
0
7
8 |
0
9
9 |
||
|
Радиальный с короткими цилиндрическими роликами |
2 |
Без бортов на наружном кольце Без бортов на внутреннем кольце С однобортовым наружным кольцом С однобортовым внутренним кольцом То же с плоским упорным кольцом Без бортов на внутреннем кольце и с фасонным упорным кольцом С однобортовым внутренним кольцом и фасонным упорным кольцом Неразъемный - с двумя бортами на обеих кольцах Без внутреннего кольца Без наружного кольца |
0 3 1 4 9
5
6
0 9 0 |
0 0 0 0
0
0
1 2 5 |
||
|
Радиальный роликовый сферический |
|
Двухрядный с цилиндрическим отверстием Двухрядный с коническим отверстием То же на закрепительной втулке |
0 1 1 |
0 1 0 |
||
|
Радиальный Роликовый с длинными роликами (игольчатый) |
4 |
Игольчатый комплектный (с двумя кольцами) Игольчатый без внутреннего кольца Игольчатый с одним наружным глухим кольцом и штампованной крышкой |
7 2
0 |
0 0
8 |
||
|
Радиальный роликовый с витыми роликами |
5 |
Однорядный |
0 |
0 |
||
|
Радиально- упорный шариковый |
|
Со съемным наружным кольцом(β = 12°) С массивным сепаратором β = 12°) С углом β = 26° С углом β = 36° |
0 3 4 6 |
0 0 0 0 |
||
|
|
6 |
С разъемным наружным кольцом, трехточечный С разъемным внутренним кольцом, трехточечный |
1
2 |
1
1 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Радиально- упорный шариковый |
6 |
С разъемным внутренним кольцом, двухточечный Двухрядный С разъемным внутренним кольцом, четырехточечный |
7 5
7 |
2 0
1 |
|
Радиально- упорный конический |
7 |
Однорядный С упорным бортом на наружном кольце С большим углом контакта β = 25...30° Двухрядный Четырехрядный |
0 6 2 9 7 |
0 0 0 0 0 |
|
Упорный шариковый |
8 |
Одинарный Двойной |
0 3 |
0 0 |
|
Упорный роликовый |
9 |
С цилиндрическими роликами С коническими Со сферическими |
0 1 3 |
0 0 0 |
Таблица 2.5.
Дополнительные индексы
|
Особые требования |
Обозначение |
Порядок простановки обозначения (вправо) |
|
Все детали или часть детали из нержавеющей стали Кольца и тела качения или только кольца из цемен- тируемой стали Детали из теплоустойчивых сталей Кольца и тела качения из редко применяемых материалов (стекла, керамики, пластмассы и т.д.) |
Ю
Х Р
Я |
1 |
|
Сепаратор массивный из черных металлов Сепаратор из безоловянистой бронзы Сепаратор из алюминиевого сплава Сепаратор из латуни Сепаратор из пластмасс |
Г Б Д Л Е |
2 |
|
Изменение конструкции и размеров деталей |
К |
3 |
|
Дополнительные требования (по чистоте поверхностей деталей, по зазорам, специальным покрытиям и т.п.) |
У |
4 |
Экспериментальные значения критических частот
При расстоянии в 300мм и статическом прогибе равным 0,7мм п=1150.
При расстоянии в 275мм и статическом прогибе равным 0,9мм п=1050.
При расстоянии в 250мм и статическом прогиби равным 1,6мм п = 1100.
|
№ |
Масса и положение дисков ротора |
Расстояние от левой опоры / до дисков |
||||
|
|
|
а = 0,25 м, b = 0,3 м |
а = b = 0,275м |
а = 0,3 м, b = 0,25 м |
||
|
Расчетные значения критических частот |
||||||
|
1 |
m1 (mв + mцд) |
5344 |
1319 |
5392 |
||
|
Расчетные значения критических частот по измеренному статическому прогибу |
||||||
|
2 |
m1 (mв + mцд) |
1063 |
1417 |
1607 |
||
|
Экспериментальные значения критических частот |
||||||
|
3 |
m1 (mв + mцд) |
1150 |
1050 |
1100 |
||
Лабораторная работа №2
КОНСТРУКЦИИ ОПОРНЫХ УЗЛОВ