Rugalmas tengelykapcsoló mérése

Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem BUDAPESTI MŐSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Közlekedésmérnöki Kar

Közlekedésmérnöki Kar

Jármőelemek és Hajtások Tanszék

Jármőelemek és Hajtások Tanszék

Rugalmas tengelykapcsoló mérése

Mérési segédlet

Összeállította:

Dr. Agg Géza Dr. Nyolcas Mihály Dr. Török István

Budapest, 2008. október 30.

Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 1/11.

1., A mérés célja A rugalmas tengelykapcsolók az erıgép nyomatékát torziós rugalmasságuk által rugalmas formában viszik át a munkagépre, így a nyomaték idıbeli lefolyása megváltozik a hajtó és hajtott gép között. A hajtásrendszerek „dinamikai hangolását” általában a rugalmas tengelykapcsolókkal oldják meg. A rugalmas tengelykapcsolók speciális tulajdonságai (a merev tengelykapcsolókhoz képest): - torziós rugalmasság - kiegyenlítıképesség (radiális, axiális, szög és összetett) - kritikus fordulatszám elhangolás - lengéscsillapítás. A mérés célja azon jellemzık megállapítása, amelyek a rugalmas tengelykapcsolók fenti képességeinek meghatározásához szükségesek. A tengelykapcsoló katalógusok általában nem tartalmazzák a rugalmas tengelykapcsolók statikus és dinamikus rugókarakterisztikáit, sem pedig a csillapításukat, ezért a hajtásrendszer dinamikai tervezéséhez ezeket a jellemzıket méréssel kell meghatározni. A berendezéssel mérni lehet a nyomaték függvényében a rugalmas tengelykapcsoló szögelfordulását és hımérsékletét különbözı paraméterek függvényében. 2., A mérı berendezés leírása A rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés elrendezését mutatja az 1. ábra felülnézetben.

1. ábra Rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés vázlata Az 1 tachogenerátorral felszerelt változtatható fordulatszámú 2 egyenáramú villamos motor a 3 rugalmas tengelykapcsolón keresztül forgatja meg a 4 hajtótárcsát, amelyen különbözı sugarak mentét menetes furatok vannak elhelyezve. A hajtótárcsa furatiba helyezett csap mozgásba hozza az 5 hajtórudat, amely lengımozgást végez. A ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 2/ 11

lengımozgás átadódik a 6 hajtó tengelyre. A 7 vizsgálandó rugalmas tengelykapcsolót tömör tengely köti össze a 8 nyomatékmérıvel. A berendezés végén elhelyezkedı 9 kar a névleges nyomaték elıfeszítéssel történı beállítására szolgál. A hajtókart a 10 rögzítı kengyellel a berendezés vázához lehet mereven rögzíteni (statikus méréshez). A berendezéshez felhasznált mérımőszerek: oszcilloszkóp, tachogenerátor és termisztor.

induktív

útadó,

nyomatékmérı,

1. foto A rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés felülnézetben

2. foto A berendezés és mőszerei felülnézetben ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 3/ 11

3. foto A rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés elölnézetben

4. foto Mőszerek elölnézetben

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 4/ 11

5. foto A rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés oldalnézetben (jobbról)

6. foto A rugalmas tengelykapcsoló vizsgáló berendezés oldalnézetben (balról)


7. foto Villanymotor a meghajtó tárcsával

8. foto A vizsgált Poligon - típusú rugalmas tengelykapcsoló


3., Elméleti háttér Egy progresszív rugókarakterisztikájú rugalmas tengelykapcsoló dinamikus terhelési képét mutatja egy munkapontban a 2. ábra. A névleges nyomatékhoz (Tnévl) hozzáadódik a dinamikus terhelésbıl származó járulékos nyomaték (Tj). A névleges szögelforduláshoz hozzáadódik a relatív szögelfordulás (∆φ = delta fí). Statikus terhelés esetén a torziós rugómerevséget (s) a munkaponthoz húzott érintı meredeksége mutatja ( βstat), dinamikus terhelés esetén a dinamikus torziós rugómerevséget (s’) pedig a csillapítási ellipszis nagytengelyének meredeksége (βdin) mutatja. A statikus és a dinamikus rugómerevség fém rugóelem esetén lényegében megegyezik egymással, gumi rugóelem esetén pedig különbözı. A rugó csillapítása függ a névleges nyomaték értékétıl, a nyomaték lengés amplitúdójától, a névleges szögelfordulástól, a relatív szögelfordulástól, a terhelés frekvenciájától és az üzemi hımérséklettıl.

2. ábra Rugalmas tengelykapcsoló terhelési képe Amennyiben a rugalmas tengelykapcsoló anyaga, vagy szerkezeti kialakítása következtében belsı csillapítással rendelkezik, akkor a tengelykapcsoló szögelfordulás – nyomaték ábráját a 3. ábra mutatja. Ezt a képet csillapítási ellipszisnek hívjuk.

3. ábra Szögelfordulás – Nyomaték ábra (Csillapítási ellipszis) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 7/ 11

Az ábrán a vízszintesen vonalkázott terület a rugóba bevezetett potenciális energiát jelöli (WR), a függılegesen vonalkázott terület pedig a csillapítási energiát jelöli (WC). A relatív csillapítás ( Ψ = pszí ) a csillapítási energia (energia veszteség) és a rugóba bevezetett potenciális energia arányát mutatja meg: Ψ = WC/WR

A hajtó és hajtott gép az ıket összekötı tengelyekkel és a rugalmas tengelykapcsolóval együtt kéttömegő lengırendszert alkot. A kéttömegő lengırendszer modelljét mutatja be a 4. ábra.

4. ábra A kéttömegő lengırendszer modellje Az ábrán a T1 a hajtó gépen, a T2 a hajtott gépen jelentkezı csavaró nyomaték, a Θ1 a hajtó gép, a Θ2 a hajtott gép tehetetlenségi nyomatéka, s’ a torziós rugómerevség, Ψ pedig a rugalmas tengelykapcsoló relatív csillapítása. A kéttömegő lengırendszer saját körfrekvenciája:

α = s'

Θ1 + Θ 2 Θ1 Θ 2

A rugalmas tengelykapcsolók fontos jellemzıje a rezonanciatényezı (ν = nő ) és az ebbıl megrajzolható „rezonanciafüggvény”. A függvény azt mutatja meg, hogy a hajtó oldalon jelentkezı egységnyi jel (rezgés) hatására a hajtott oldalon mekkora kimenı jel (rezgés) keletkezik. Az 5. ábrán látható az ún. rezonanciafüggvény. Az ábrán: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Rugalmas tengelykapcsoló mérése. Mérési segédlet. 8/ 11

- „i „ a rendszám, amely azt jelenti, hogy a lengés hány szinusz hulláma jut egy teljes körülfordulásnak megfelelı idıtartamra - „ω „ a rendszer pillanatnyi szögsebessége.

5. ábra Rezonanciafüggvény Az i·ω / α = n / nkr ahol az nkr a forgó rendszer kritikus fordulatszámát jelenti. Az ábrán vonalkázott rész a rendszer rezonancia sávját jelöli. A 6. ábra is a rezonanciafüggvényt ábrázolja különbözı csillapítások esetében. Minél nagyobb a csillapítás mértéke, annál kisebb a rezonanciatényezı maximális értéke (νmax).


6. ábra Rezonanciafüggvény különbözı csillapítással

A dinamikus hatásnak kitett tengelykapcsolót terhelı maximális nyomaték: Tmax = Tnévl + Ti

Θ2 Θ1+ Θ2

ν

ahol a Ti a tengelykapcsolót terhelı változó nyomaték amplitúdója.


4., Mérendı és meghatározandó paraméterek 4.1. Tengelykapcsoló relatív szögelfordulása a hajtó és a hajtott oldal között (∆φ) 4.2. Tengelykapcsolót terhelı csavaró nyomaték (T) 4.3. Tengelykapcsoló statikus torziós rugómerevsége (s) 4.4 Tengelykapcsoló dinamikus rugómerevség (s’) 4.5 Tengelykapcsoló relatív csillapítása kijelölt munkapontokban (Ψ) 4.6 Tengelykapcsoló melegedése (∆t)

5., Felhasznált és ajánlott irodalom 1. 2. 3. 4. 5.

Dr. Kabai Imre: Gépelemek I., II. Dr. Zyáry Árpád. Gépelemek I. Dr. Ludvig Gyızı: Gépek dinamikája Herczeg István: Szerkesztési atlasz Dr. Szendrı Péter (szerk.): Gépelemek BSc.


Rugalmas tengelykapcsoló mérése

Recommend Documents