Обработка опытных и расчетных данных

Цель работы

Экспериментальное определение первой критической скорости вращения консольного двухопорного вала с дисками, и сопоставление полученных опытных данных с расчетными.

Схема лабораторной установки

1 – вал; 2 – опора неподвижная; 3 – опора подвижная; 4 – диск; 5 – клиноременная передача; 6 – электродвигатель; 7 – ЛАТР; 8 – выпрямитель; 9 – индуктивный датчик; 10 – электронная схема тахометра; 11 – миллиамперметр; 12 – датчик блокировки боковой и передней дверцы; 13 – датчик защиты вала; 14 – лампочка «Резонанс – открыто»; 15 – автомат включения установки; 16 – лампочка «Питание»; 17 – кнопка вкл/выкл двигателя; 18 – электрический щит.

Рис.2. Расчетная схема консольного двухопорного вала

Исходные данные

Вал

Матеиал Сталь 45

Плотность р = 7,814*10³ кг/м³

Модуль продольной упругости Е = 2*10¹¹ Па

Диаметр d = 0,02 м

Длина L = 0,38 м

L₂ = 0,6 м

Диски

Материал Сталь 10

Диаметр дисков:

наружный D = 0,08 м

внутренний d = 0,02 м

4. Результаты опыта:

Обработка опытных и расчетных данных

Поскольку опыт не доводится до резонанса, для получения опытного значения критической скорости W_кр.э снятую скорость W_э умножают на коэффициент 1,1:

Первая критическая скорость вала определяется как

Критическая скорость вала без массы определяется по формуле

, где

- корень частного уравнения (по методу академика Крылова А.Н.)

J – момент инерции поперечного сечения вала

- момент инерции поперечного сечения вала, м⁴;

- масса единицы длины вала, кг/м

Критическая скорость вала при одной массе диска:

где

- единичный прогиб вала (коэффициент влияния) в точке креплении диска от единичной поперечной силы, приложенной в той же точке.

В консольном вале поперечного сечения диаметра d с одной массой диска:

Относительная погрешность

Пример расчета

В качестве примера расчет производится для точки № 1.

1) Уточнение опытного значения первой критической скорости

2) Теоретическое определение первой критической скорости.

Критическая скорость одного вала определяется:

, где L₁ –Вылет вала за подвижную опору, М

Тогда критическая скорость одного вала определяется:

Критическая скорость вала при одном диске определяется:

Тогда:

Тогда критическая скорость:

3) Относительная погрешность определяется:

Δ=520-264∕520*100=49

Результат заносится в таблицу

Таблица 2. Расчетные величины

Номер точки	Опытные данные	Расчетные данные
L1, м	L2, м	Mд, кг	Критическая скорость вала при одной массе диска Wкр1, рад/с	Критическая скорость вала без дисков Wкр0, рад/с	Критическая скорость вращения вала Wкр, рад/с	Относительная погрешность , %
	0,27	0,6	0,398
	0,27	0,6	0,610				39,6
	0,27	0,6	0,848				35,1
	0,27	0,6	1,033				45,6
	0,27	0,6	1,226				40,5

Вывод

В ходе лабораторной работы были изучены факторы, влияющие на критическую скорость вращения вала, определены экспериментальные и расчётные значения первой критической скорости вращения вала. Установлено, что чем больше груз тем быстрее наступает первая критическая скорость. Разница между расчётными и экспериментальными значениями критической скорости объясняется тем, что во время проведения опыта скорость вращения вала была меньше критической, чтобы избежать разрушеня вала.

Литература

1 Изучение критической скорости вращения вала: метод.указания к выполнению лабораторной работы по дисциплинам «Конструирование и расчёт элементов оборудования», «Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» для студентов специальностей 240801(170500), 260601(170600) всех форм обучения/НГТУ;Сост.: В.М.Косырев, А.А.Иванов, Н.А.Кудрявцев.-Н.Новгород,2007.-15с.

Поиск по сайту: