Dynamiczne wyważanie wirników w teorii i praktyce.
Dla przeciętnego człowieka, wyważanie wirników to często "czarna magia". Wiedza większości ludzi na temat wyważania ogranicza się do kół i opon samochodowych, które należy wyważyć przed dopasowaniem do auta; w przeciwnym razie będziemy mieli do czynienia z drżeniem kierownicy, nierównomiernym naciskiem na opony itd. Artykuł ten pozwoli zrozumieć świat wyważania i zapomnieć o "czarnej magii".
Metoda współczynników i modalna
Wirnik, który, wzdłuż swojej długości, nie jest idealnie kołowosymetryczny wykonuje na obrotach drgania. W przeważającej liczbie przypadków drgania nie są pożądane i są zakłóceniem. Praktyka wskazuje, że niewyważenie zakłóca poprawne działanie wielu rodzajów wirników i należy je wyeliminować. Dlatego technicy zdefiniowali niewyważenie, wymyślili proces jego minimalizacji. My produkujemy maszyny, które potrafią wskazać ile jest niewyważenia i gdzie się ono znajduje na wirniku.
Książka jest przeznaczona dla pracowników obsługujących i przygotowujących wyważarki do pracy, techników, studentów studiów technicznych, osób zajmujących się eksploatacją maszyn wirnikowych, projektowaniem maszyn wirnikowych i samych wirników.
Treść książki dotyczy dynamiki wirników, a w szczególności ich zachowania się na obrotach. Znajdujemy tam opis ruchu wirujących tarczy i wirników trójwymiarowych. Obejmuje on wyznaczenie sił czynnych i biernych występujących na obrotach, w tym analizę ich równowagi przed i po kolejnych rezonansach.
W książce pokazano zachowanie się wirników pod wpływem działania zewnętrznego obciążenia, które nazywamy niewyważeniem i wybrane sposoby jego wyeliminowania. Przedstawiono zagadnienia występujące w praktyce wyważania i opisano je przykładami liczbowymi. Proces minimalizacji drgań wirników, obciążonych wstępnie niewyważeniem, wykonywano z użyciem metod: współczynników wplywu i modalnej. Pokazano skuteczność obu metod dla różnych rozkładów i ilości płaszczyzn pomiarowych i korekcyjnych. Obliczenia wykonano na drodze analitycznej jak i z użyciem programów obliczeniowych. Programy projektowano w środowisku Octave. Pokazano sposób wyznaczania mas obciążników korekcyjnych oraz zestawów obciążników i skuteczność ich działania. Wyniki opatrzono komentarzami wynikającymi z praktycznych działań.
Opisano i porównano zasady działania wyważarek nad- i podkrytycznych. Przedstawiono sposób powiązania sygnałów pochodzących z pomiarów drgań lub sił z masami obciążników korekcyjnych i miejsc ich posadowienia, w związku z uprzednio wykonaną kalibracją maszyny. Przedstawiono testowanie wyważarek. Przy opisie kilku wybranych czynności technologicznych, przy wyważaniu, pokazano np. sposób na mechaniczną i elektroniczną kompensację składników niewyważenia zakłócających wynik wyważania.
Dla czytelnika, który na co dzień nie ma do czynienia z dynamiką wirników, przygotowano rozdział 3.. Dołączono w nim wybrane informacje ze statyki, kinematyki, dynamiki i drgań prostych układów, które ułatwiają czytanie dalszego tekstu. Wyjątkiem są rozdziały, w których wyznaczono analitycznie ułożenie w przestrzeni głównej i centralnej osi bezwładności względem osi geometrycznej wirnika, w zależności od wartości i składu niewyważenia. Pokazanie wzajemnego ułożenia osi bezwładności i osi geometrycznej wirnika jest nowym i skutecznym kryterium oceny stopnia niewyważenia.
Poniżej przygotowano do pobrania programy obliczeniowe, które są zamieszczone w tekście książki oraz tabele wyników i wykresy służące do testowania wyważarek zgodnie z normą DIN ISO 21940 -2
Przykładowe wykresy:
Tabela 8. Etap wstępny testu wg normy DIN ISO 21940-21.
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Tabela-8-wg-normy-DIN-ISO-21940-21-szablon.docx
Tabela 9. Etap wykonawczy wg normy DIN ISO 21940-21
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Tabela-9-wg-DIN-ISO-21940-21-szablon.docx
Tabela 10. Protokół z wykonanego dwupłaszczyznowego testu procentowego współczynnika redukcji niewyważenia wg normy DIN ISO 21940-21.
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Tabela-10-wg-normy-DIN-ISO-21940-21-szablon.docx
Tabela 11. Protokół z wykonanego jednopłaszczyznowego testu procentowego współczynnika redukcji niewyważenia wg normy DIN ISO 21940-21
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Tabela-11-wg-normy-DIN-ISO-21940-21-szablon.docx
Wykres do testu NRu-szablon
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Wykres-do-testu-NRu-szablon.pdf
Jednopłaszczyznowy test WRN -szablon
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Jednoplaszczyznowy-test-WRN-szablon-do-wykresu.pdf
Dwupłaszczyznowy test WRN szablon
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Dwuplaszczyznowy-test-WRN-szablon-do-wykresu.pdf
DO POBRANIA 23 krótkie programy, zaprojektowane w środowisku Octave, służą w większości do wykonania obliczeń numerycznych będących rozwinięciem uprzednio wykonanych obliczeń analitycznych. Rozwinięcie polega na dodaniu możliwości dowolnego konfigurowania wstępnego obciążenia wirnika i ilości oraz rozkładu płaszczyzn pomiarowych i korekcyjnych wzdłuż jego długości. Daje to możliwość wstępnej analizy skuteczności wyważania wirników podatnych
https://www.cimat.pl/wp-content/uploads/2022/12/Programy-z-nowymi-tytulami.zip
- Należy ściągnąć wybrane pliki na komputer. Są to pliki tekstowe z rozszerzeniem ( .m ) i można je otworzyć również w programie Notatnik. Można też dokonywać zmiany danych do obliczeń. Wersja źródłowa każdego programu zawiera komentarze co pozwala na łatwiejsze zrozumienie instrukcji. Skorzystanie z nich wymaga zainstalowania w komputerze programu Octave 6.4.0 (lub wcześniejszej wersji).
- Po ściągnięciu wersji instalacyjnej i jej zainstalowaniu należy uruchomić program Octave klikając ikonę GNU Octave (GUI) na pulpicie.
- W lewym górnym oknie File Browser trzeba wyszukać folder i plik z konkretnym programem i klikając go dwukrotnie umieścić treść programu w okienku Editor. Można również w oknie Editor otworzyć plik z programem w dowolny inny sposób. Program uruchamiamy klikając ikonę Save File and Run/Continue (u góry okna Editor w środku, żółty trójkąt). Wyniki zostają wyświetlone w oknie Command Window.
Wersja instalacyjna programu Octave 6.4.0 do pobrania z linkiem do strony:
https://www.instalki.pl/download/programy/windows/nauka-i-edukacja/matematyka/octave