Determinarea experimentala a reactiunilor dinamice din lagare

Tehnica mecanica

2. Consideratii teoretice

	Aeronautica	Comunicatii	Constructii	Electronica	Navigatie	Pompieri
	Tehnica mecanica

Index » inginerie » Tehnica mecanica
» Determinarea experimentala a reactiunilor dinamice din lagare

Determinarea experimentala a reactiunilor dinamice din lagare

1. Scopul lucrarii

Este de a determina pe cale experimentala componentele dinamice ale reactiunilor din lagarele unui rotor, folosind metoda de masurare termostatica a fortelor.

Marimi date

Marimi calculate

Se considera un solid rigid (S) de masa M, care se poate roti in jurul unei axe fixe (fig.1), avand legaturi fara frecare in punctele A (articulatie sferica) si B (articulatie cilindrica).

Figura 1

Fie un sistem de forte active care actioneaza asupra solidului, imprimandu-i o miscare de rotatie in jurul axei cu viteza unghiulara si acceleratie unghiulara.

Asupra solidului (S), in conditiile definite mai sus, actioneaza urmatoarele forte:

- sistemul de forte active (inclusiv greutatea proprie);

- reactiunile din lagarele A si B;

- sistemul de forte de inertie datorita miscarii.

Se propune a se determina expresia reactiunilor din lagare. Aplicand teorema torsorului (teorema impulsului si teorema momentului cinetic) relativ la punctul A, se poate scrie:

in care:

- rezultanta fortelor active ;

- momentul rezultant al fortelor active in raport cu punctul A.

Avand in vedere expresia impulsului si a momentului cinetic in cazul unui solid in miscare de rotatie in jurul unui ax fix, prin scalarizarea rel. (1) in raport cu sistemul cartezian Axyz - definit conform fig. 1 si legat solidar de (S) - se obtine:

(2)

Rezolvand primele cinci ecuatii din (2) in raport cu proiectiile reactiunilor, se obtine:

(3)

Din rel. (3) se obtin componentele dinamice ale reactiunilor (care depind de parametrii cinematici si ). Astfel:

In lucrare se vor determina aceste reactiuni pentru cazul unui rotor avand forma si dimensiunile date in fig. 2 (volant inclinat), rotindu-se cu turatie constanta. Pentru acest caz avem:

(5)

In aceste conditii, conform rel. (4) si (5), rezulta ca in A si B apar doua reactiuni dinamice egale si de sens contrar (formand un cuplu):

Observatie:

- cum rezulta si din rel. (6), un rotor ca in fig. 2, prezinta un dezechilibru de cuplu caracterizindu-se prin urmatoarele: axa centrala si principala de inertie intersecteaza axa de rotatie , iar centrul de masa C se gaseste pe axa de rotatie;

- fata de un sistem de referinta fix reactiunile si pot fi considerate vectori rotitori, componentele dupa axe avand variatii armonice in timp:

(7)

Figura 2

3. Descrierea instalatiei

Schema instalatiei este redata in fig. 3.

Figura 3

1 - motor electric de antrenare; 2 - curea de antrenare; 3 - roata de curea;

4 - volant; 5 - ax legat solidar de volantul 4; 6 - lagare; 7 - timbre tensometrice;

8 - cablu de tensionare; 9 - scripete fix; 10 - greutate de etalonare;

11- punte tensiometrica cu mai multe canale; 12 - filtru trece jos; 13 - oscilograf.

Lagarele 6 de constructie speciala, au rolul unor lamele elastice, avand lipite pe ele timbrele tensiometrice 7. Datorita fortelor ce apar in cele doua lagare, lamelele 6 se deformeaza, iar timbrele 7 transmit semnale proportionale cu marimile fortelor respective puntii tensiometrice 11 (lagarul A la canalul 1 iar lagarul B la canalul 2).

Semnalul filtrat este inregistrat cu ajutorul oscilografului 13. Etalonarea puntii se face prin aplicarea greutatii de etalonare 10.

4. Desfasurarea lucrarii

I. - se monteaza volantul 4 si se realizeaza montajul din fig. 3;

II. - se echilibreaza puntea tensiometrica 11, lamelele6 fiind neincarcate si se inregistreaza

linia de reper pentru ambele lagare ( si din fig. 4);

III. - se aplica greutatea 10 (de marime G) prin intermediul cablului 8, tensionand astfel

lamelele 6 si se inregistreaza semnalele aferente ( si din fig. 4);

IV. - se inlatura greutatea de etalonare 10, se porneste motorul electric 1 si se inregistreaza

semnalele in regim dinamic ( si din fig. 4).

5. Prelucrarea datelor

Dupa efectuarea pasilor de mai sus, se obtine o oscilograma ca in fig. 4. Conform fig. 2 si 3, valoarea reactiunilor statice este:

(8)

Figura 4

Din fig. 4 rezulta ca reactiunile dinamice masurate (determinate experimental) vor fi:

Pentru calculul reactiunilor dinamice se folosesc rel. (6), in care viteza unghiulara se ia:

(10)

unde: T - este perioada unei rotatii;

u - viteza de deplasare a hartiei.

Valorile date, calculate si erorile relative ale masuratorilor se trec in tab. 1.

Tabelul 1