CS226563B1 - Spósob merania momentu statickej navyváženosti a zariadenie k jeho prevádzaniu - Google Patents

Description

Vynález sa týká spósobu merania momentu statickej nevyváženosti rotačných telies a zariadenie k jeho prevádzaniu.

Z doteraz používaných metod merania nevyváženosti sú nejznámejšie metody dynamická, t. j. tie, ktoré merajú moment nevyváženosti pri otéčanl daného předmětu okolo osi, voči ktorej třeba moment nevyváženosti zmerať. Zariadenia, používané u tohto spósobu merania sú povačšine drahé, zložité a náročné na obsluhu.

Zo statického merania momentu nevyváženosti sú známe zariadenia, do ktorých sa meraný predmet vkládá v zvislej polohe, t. j. os predmetu, voči ktorej sa meranie robí, žalej len os rotácie, je kolmá na vodorovná rovinu. Výhoda týchto zariadení je v tom, ža možno okamžité určit směr, resp. miesto max. nevyváženosti, t. j. směr polohy ťažiska osi rotácie daného predmetu. Hodnotu momentu nevyváženosti, připadne presnú polohu ťažiska je možné určit pri vlastnom msraní. Nevýhoda tohto spósobu je v tom, že os rotácie meraného predmetu musí byt kolmá na čelnú plochu, na ktorej leží. Odchýlky v kolmosti vnášajú do merania nepřesnost. Ďalšou nevýhodou je skutočnost, že sa velmi obtiažne merá moment nevyváženosti na predmetoch, ktorých dížka je niekoíkonásobne vačšia ako vonkajší priemer. líeranie je velmi obtiažne tiež v případe, keá sa nevie, v akej výške je tažisko predmetu, t. j. vzdialenost ťažiska od čelnej plochy, na ktorej predmet leží. To sa vyskytuje najma u predmetov s vnútornou dutinou, napr. u dělostřeleckých granátov.

Zo spósobov a metod merania statickej nevyváženosti, používaných bežne v praxi je najznámejšia metoda odvaíovacia. Meraný rotačný predmet sa položí na vedenie, ustavené do vodorovnej polohy. Ťažšia strana meraného predmetu převáži íahšiu stranu, predmet sa kotúía. Na íahšiu stranu sa prikladajú závažia, napr. magnety, pokým predmet nie je vyvé226 565 žený. Přesnost tejto metody je malá a je závislá na kvalitě kolajničiek a kvalitě plflšky předmětu, ktorá sa dotýká kolajničiek, t. j. na valivom třeni medzi predmetom a kolejničkami.

Spomínaná nevýhody odstraňuje spfisob a zariadeníe, ktorá spolu tvoria predmet přihlášky vynálezu.

Vynález rieši meranie momentu statickej nevyváženosti na výkyvnom meraoom zariadení nakreslenom na obr. 1. Os rotácie meranáho predmetu je přitom vo vodorovnéj polohe. Zariadenie je velmi citlivé, přesnost meranie je vysoká. Uloženie predmetu do zariadenia sa dá v praxi vačšinou velmi lahko docielit.

Zariadeníe pozostáva z úložnej časti £, tvorenej dvomi plochami zvierajúcimi uhol 80° až 100°, pevne spojenými na čelách výkyvnými ramenami, opatřenými dvomi hrotmi 2, dosahujúcimi na podpory J a výchylkomeru J, pevne spojeného s výkyvnými ramenami (obr. 1).

Meraný predmet sa vkládá do úložnej časti na ležato, jeho os rotácie je rovnoběžná s pozdížnou osou úložnej časti. Po ustáleni výkyvu sa odčita uhol výkyvu a, (oproti ukazováku £). Meraný predmet sa pootočí okolo svojej osi rotácie o 90°. Po ustáleni výkyvu sa odčita uhol výkyvu α₂· Z naměřených hodnOt uhlov a «₂ ⁸⁸ vypočítá uhol pootočenia y :

Z = β + α, (T) pričom

Sin ^a2 tg β --tg (a. - a-) (2) sin . cos («i - aj)

Uhol γ je taký uhol, o ktorý třeba pootočit meraný predmet voči svojej osi rotácie, aby sa dostalo tažisko predmetu Tp do vodorovnéj polohy voči osi rotácie. Uhol γ třeba merat voči polohe, pri ktorej sa meral uhol r<,.

Ďalej možno z hodnOt uhlov a «₂ vypočítat velkost momentu nevyváženosti podlá vztahu:

M · (G_ . r + G_ . r ) . sin a, z z p s i sin «2 sin rty . cos ( tg («,

Tf2

Gg hmotnost výkyvných častí zariadenia, r_z vzdialenosť vodorovnej osi prechádzajúcej tažiskom výkyvných častí zariadenia od osi prechádzajúcej hrotmi 2,

Gp hmotnost meranáho telesa, r_a vzdialenosť geometriokej osi rotácie měřeného telesa od vodorovnej osi prechádzajúcej hrotmi 2,

Γρ vzdialenosť ťažiska predmetu od zvislej osi vedenej hrotmi 2.

Odvodnenie vztahu (2) podlá obrázka 2:

Ak položíme meraný predmet na zariadenie v lubovolnej polohe, vychýli sa celá sústava napr. o uhol Po pootočení měřeného telesa sa sústava vychýlí o uhol «j.

Rovnice rovnováhy sústavy sú:

· r · ^r„i = ⁰ p pí Z Zl °p · ^rp2 - ^Gz · ^rz2 - ⁰

Z toho vyplývá, že ‘pí ^Gz · ^rz2 p2

Z obrázka 2 Sálej vyplývá, že ^Γ81 κ sin r_z1 = r_a . sin a₁ ^rz a podobna ^rz2 “ ^rz * ^sin “2

Ďalej z obrázka vyplývá, že r_si sin «j » —— r_g] = r_g . sin a, • podobna ^rs2 “ ^rs * ^sin “2

Pre neznámy uhol P platí „ ^rp1 ^{+ r}s1 . ^ΓΡ1 * ^rs1 cos P ^lť ?> p » —t——— p cos p sin (P + <S ) ^rp2 * ^rs2 δ ” «, - «₂

226563 4 do druhej rovnice sa dosadí za p prvá rovnica r_o * ^ps2 sin ( β + δ ) = -Σ£-2£ ^γρι + ^rs1 cos I) r_o2 ⁺ r-2 sin ( Ρ + δ ) s ° . cos fi ^ΓΡ1 ^{+ Γ}81

1’avá i pravá strana rovnice sa vydělí cos β sin ( β + <5 ) r_p2 + r_s2 cos β r_p, + r_8l rozložením sin ( β + S) sa dostane sin β . cos δ + cos β . sin 8 r_p2 + r_s2 eos/J r_p, + r_gJ l'avá strana rovnice sa upraví ^rp2 ^{+ r}s2 tg fí . cos δ + sin δ » ^rp1 ^{+ r}s1 po úpravě tg β ^rp2 ♦ ^rs2 cos δ . (r_p, + r_s1) tg δ doseděním za r_p1, r_p2, r₈₎, r_g2, r_z, a r_z2 sa dostane tg β

G_z . r_z . sin a₂ + r₈ . sin a₂ cos δ

ZG_z . r_s . sin a, *\ <-r- ·’.·» úprayou rovnice sa dostane tg β = (Q_z . r, + 0_p . r₈) . aln «₂ (G_z . r_z + G_p . r_s) . sin a, . cos δ

- tg δ sin a_{2 tg} n =--tg δ sin . cos δ

Odvodenie vztahu (3) podl’a obrázka 2:

Výsledný moment nevyváženosti sa označí M.

M = G_p . p

Pře p platí cos p ^Pp1 + ^rs1

P B p cos P

Za p sa dosadí do predchádzajúcej rovnice * G_ ^rp1 + ^rs1

M ^F cos β

Doseděním za r_p, ^{8 r}s, ⁸ úpravou rovnice sa dostane

Μ = θ⁸ ' ^{Γζ1 + Q}P · ^rs · ^sln *1 _Q Gp . cos β P

Doseděním za r . a áalšou úpravou sa dostane vztah

0- . r« + G_n cos p

Pre cos β vyjádřeného pomocou funkcie tangens platí cos β ¹ - ·— *\/Y + tg²p dosadením za tg β vztah © sa dostane cos p ±\ / Z sin “2 \2 \/l +(-:--tg 5) v ssin . cos δ y

Dosadením tejto rovnice do vztahu (5) a úpravou sa dostane rovnica « ³ <°z · ^rz ⁺ Gp · ^rs> ♦ ^sin «1 · l/¹ / sin a₂ , , _n2 + /-£-/- /_{tg (ft} . _a ) i sin . cos («, - «j) / < /

Z popisu činnosti zariadenia vyplývá, že u každého meraného predmetu je možné zistit moment nevyváženosti a jeho miesto, teda je možné ho dodatočne staticky vyvážit.

Uvedený spfisob a zariadenie na meranie momentu nevyváženosti možno využit v rfiznyoh oblastiach priemyslu, napr. pri výrobě brúsnych kotúčov, kolies rfiznych motorových i nemotorových vozidiel, zalomených hriadel’ov, rotorov, v zbrojnom priemysle, ale tiež pri výrobě súčiastok a výrobkov rdzneho nerotačnáho tvaru. Pre urýchlenle meranie je výhodné na niektorú z výkyvných častí zariadenia umiestniť tlmič kmitov vzduchový, elektromagnetický, olejový ati.

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZU

1. Sp6sob merania momentu statickej nevyváženostl najma rotačných telies, vyznačujúce sa tým, Se u měřeného válcového telesa, uloSeného vo vodorovnej polohe, vo výkyvnom meracom zariadení sa najskSr zistí prvý uhol vychýlenia o, od nulovej polohy, potom sa merané těleso pootočí o 90° a zistí sa druhý uhol vychýlenia _a2, pričom platí, Se

M - (Q_z . r_g + G_p . r_g) . sin «.

kde M je moment statickej nevyváženostl,

G_g hmotnost výkyvných častí meracieho zariadenia, r₈ vzdialenosť vodorovnej osi prechádzajúcej ťažiskom výkyvných častí meracieho zariadenia od vodorovnej osi prechádzajúcej úloSnýml hrotmi meracieho zariadenia,

Gp hmotnost meraného telesa, r_g vzdialenosť geometrickej osi rotácie měřeného telesa od vodorovnej osi prechádzajúcej hrotmi meracieho zariadenia.

2. Zariadenie k prevádzaniu spfisobu podTa bodu 1, obsahujúce výchylkomer, vyznačujúce sa tým, Se pozostáva z úloSnej časti (4), tvorenej dvomi plochami zvierajúclml uhol 80° až 100°, pevne spojenými na čelách s výkyvnými ramenami opatřenými dvorné hrotmi (2), dosedejúeimi na podpěry (3).