Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3.2.2.Очередность обработки полученных данных
Исходными данными для анализа результатов экспериментов являлись: исходные параметры установки (длины и массы валов, массо-габаритные характеристики камер, величина дисбаланса, критические скорости) и экспериментальные данные, полученные в ходе экспериментов (уровень вибрации, характер распределения легкоплавкого вещества внутри камеры, частота вращения вала и др.).
В исследованиях процесса балансировки шпинделей с использованием легкоплавких веществ основным было изучение закономерностей перераспределения балансировачной массы в камере после балансировки т.к. на их основе можно было делать выводы о качестве балансировки: отклонении оси шпинделя от оси вращения в месте крепления балансировочной камеры, остаточном дисбалансе, угле запаздывания и др.
В качестве примера рассмотрен поперечный разрез балансировочной камеры с находящимся в ней легкоплавким веществом после процесса балансировки (рис. 3.8.). Центр тяжести легкоплавкого вещества в балансировочной камере с толщиной стенки h после процесса балансировки располагался со смещением относительно геометрического центра камеры. Легкоплавкое вещество располагалось между двумя несоосными окружностями 12345678 и abcdefgh.
Балансировочная камера цилиндрической формы в осевом направлении делилась четырьмя плоскостями, пересекающимися под углом 45º. На пересечении этих плоскостей с боковой поверхностью камеры и легкоплавким веществом (рассматривалось восемь контрольных сечений) равномерно по длине камеры проводилось три замера (например: Аа1', Аа1'' и Аа1'''; Bb2', Bb2'' и Bb2''' и т.д.). В результате определялись толщины стенки балансировочной камеры с находящимся на ней легкоплавким веществом. Затем вычислялись средние значения толщины стенки камеры со слоем легкоплавкого вещества:
| | (3.3) |
Рис. 3.8. Схема поперечного сечения балансировочной камеры с находящимся в ней легкоплавким веществом
Для упрощения расчетов считалось, что смешение центра масс круга 12345678 было аналогично смещению центра масс восьмиугольника 12345678. Данное упрощение основано на том, что длины 01, 02, 03, и т.д. по результатам экспериментов различались примерно на 1-2% и вследствие этого площади противоположных круговых сегментов, получавшихся из-за разницы площадей круга и восьмиугольника, приближенно считались равными.
При выбранном направлении координатных осей Х и Y (см. рис. 3.6.) и известном внешнем радиусе балансировочной камеры Rвн, вычислялись координаты точек X1 и Y1, X2 и Y2, X3 и Y3 и т.д. по зависимостям, приведенным в табл. 3.2.
Таблица 3.2.
Зависимости для вычисления координат
| N точки: | Координата по Х, м | Координата по Y, м |
| 1 | 0 | |
| 2 | | |
| 3 | | 0 |
| 4 | | |
| 5 | 0 | |
| 6 | | |
| 7 | | 0 |
| 8 | | |
Для определения отклонения ГЦОИ шпинделя от его оси вращения и угла запаздывания находились абсолютное смещение восьмиугольника 12345678 относительно точки 0 и угол между центром тяжести площади этого восьмиугольника и точкой 0 после его разбивки на восемь треугольников: 120, 230, 340 и т.д. и вычисления координат центров тяжести площадей этих треугольников. Для нахождения площадей треугольников 120, 230 и т.д. использовались зависимости:
| | (3.4) |
Координаты центров тяжести площадей треугольников определялись по формулам:
| | (3.5) |
По найденным значениям определялось смещение центра тяжести площади восьмиугольника по осям:
| | (3.6) |
Абсолютное смещение центра тяжести площади восьмиугольника находилось по формуле:
| | (3.7) |
Угол запаздывания, равный углу между центром тяжести площади восьмиугольника 1-8 и точкой 0, определялся так:
| | (3.8) |
Для проверки достоверности опытных данных, полученных по замерам толщины слоя легкоплавкого вещества, вычислялась масса легкоплавкого вещества в балансировочной камере:
| | (3.9) |
где: r - плотность легкоплавкого вещества в балансировочной камере
l – длина внутренней полости камеры;
S – площадь сечения легкоплавкого вещества, т.е. площадь фигуры, ограниченной окружностями 12345678 и abcdefgh. Для упрощения было принято, что площадь S равна суммарной площади восьми прямоугольников со сторонами: ab и a1; bc и b2 и т.д. при условии, что ab >>1a, bc >>2b и т.д. Поэтому площади прямоугольников определялись по формулам:
| | (3.10) |
Тогда полезный дисбаланс, создаваемый легкоплавким веществом после процесса балансировки, можно вычислить по зависимости:
| | (3.11) |
Полученные экспериментальные данные и результаты теоретических расчетов по разработанным выше зависимостям приведены в приложениях 1- 6, а результаты их сравнения — в п. 4.3.