Wpływ parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych układu z tarciem suchym ślizgowym na parametry drgań samowzbudnych

• Autorzy: Furmanik K.

Warianty tytułu

EN

Influence of construction and operating parameters of mechanical system with dry sliding friction on self-excited vibration parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węzły tarcia suchego ślizgowego stanowią istotne ogniwa konstrukcyjne układów mechanicznych, które silnie rzutują na ich dynamikę i niezawodność. Sprzężenia cierne mają własności regulatorów poboru mocy przez układ dynamiczny i w zależności od postaci charakterystyki tego sprzężenia oraz struktury układu mogą pojawić się cechy autodrganiowe. Pojawienie się drgań samowzbudnych w układzie, wbrew przewidywaniom konstruktora, prowadzi najczęściej do jego awarii i związanych z tym wymiernych kosztów zależnych od istotności uszkodzonego elementu o strukturze niezawodnościowej. O typie drgań samowzbudnych decydują cechy dynamiczne układu oraz charakterystyka sił tarcia. Przy małych przemieszczeniach i prędkościach ruchu mogą wystąpić samowzbudne drgania relaksacyjne (tzw. stick-slip), którym towarzyszą znaczne zmiany prędkości poślizgu, przyśpieszenia oraz zmiany sił tarcia - a przy większych prędkościach tzw. drgania quasi-harmoniczne; możliwy jest także gładki poślizg bez drgań. Mimo wielu dotychczasowych badań nie opracowano jednolitej teorii drgań generowanych tarciem, a istniejące hipotezy objaśniające ich powstawanie oparte są na wielu założeniach upraszczających. Spowodowane to jest złożonością procesu tarcia występującego w niestacjonarnych warunkach obciążeń i ruchu elementów układu mechanicznego. Dlatego dla konkretnych układów z tarciem miarodajnym źródłem informacji o ich zachowaniu się nadal pozostają badania doświadczalne, prowadzone często na modelach. W badaniach tych winny być zachowane kryteria podobieństwa mechanicznego, by wyniki tych badań można było odnosić do obiektów rzeczywistych. Analiza wymiarowa pozwala wyznaczyć te kryteria, uwzględniające podstawowe parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne układu z tarciem suchym ślizgowym. W pracy, wykorzystując metodę analizy wymiarowej, wyznaczono kryteria podobieństwa mechanicznego, które mogą być przydatne w badaniach doświadczalnych drgań samowzbudnych oraz zaproponowano zależności o charakterze jakościowym ujmujące wpływ parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych układu mechanicznego z tarciem suchym ślizgowym na amplitudę i częstotliwość tych drgań.

EN

The wear pairs are very important construction of mechanical systems. They influence on dynamics and reliability of them in a very significant way. The wear frictional constants have properties of power consumption governors by the dynamic system and according to the friction contact and system structure shape characteristics they can occur some autovibration features. The occurrence of self-exciting vibrations into a system against the constructor's forecast leads to a system failure and causes connected with it costs depending on function of damaged element of reliability system. The dynamic feature of system and friction force characteristics decide of a kind of self-excited vibrations. The self-excited relaxation (so called stick-slip) vibrations can occur at the small displace and motion velocity. They are connected with great slide velocity changes as well as acceleration and wear force changes or so called quasi-harmonic vibrations. A smooth slide without vibrations is also possible. Up till now a uniform vibration theory generated by friction has not been defined and the existing hypotheses explaining their occurence and treated on their basic theories involve many simplificated assumptions. It is caused by the wear process complexity existing in non-stationary load conditions and mechanical system element motion. That is because for the given systems with dry friction wear a reliable source of information about their operation still are only the experimental investigations very often carried out on models. In these investigations the mechanical similarity criteria have to be accepted that the results of them can be applied onto the real objects. The dimensional analysis allows to assign these criteria involving the basic construction and operation parameters of wear pair. The paper presents the mechanical similarity criteria assigned due to the dimensional analysis method which can be applied to the self-excited vibration experimental investigations as well as one was given the dependences of qualitative character formulating an influence of construction and operating parameters of wear pair with dry sliding friction on their vibration amplitude and frequency.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja; system mechaniczny; tarcie; drgania; drgania samowzbudne

EN

construction; mechanical system; friction; vibration; self-excited vibration

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 35, nr 1
• Strony: 19--27

Twórcy

autor

Furmanik K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Maszyn Górniczych, Przeróbczych i Transportowych, al. Mickiewicza 30, 30-359 Kraków

Bibliografia

• [1] Bednarz S.: Dynamika układów ze sprzężeniami ciernymi. ZN AGH. Elektryfikacja i Mechanizacja Górnictwa i Hutnictwa, z. 58, 1974.
• [2] Buckingham E.: On physically similar systems. Physical Revievs IV, 1914, 4.
• [3] Bogacz R., Ryczek B.: Eksperymentalno-teoretyczne badania drgań wzbudzanych tarciem suchym. Czasopismo Techniczne, Politechnika Krakowska, 1996.
• [4] Drobot S.: O analizie wymiarowej. Zastosowania Matematyki, t. I, 1954.
• [5] Bogusz W., Bednarz S., Giergiel J.: Drgania samowzbudne klocków hamulcowych. ZN AGH. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa i Hutnictwa, z. 14, 1967.
• [6] Giergiel J. Bednarz S., Sędziwy St.: Wpływ sprzężeń ciernych na drgania układów mechanicznych. ZN AGH. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa i Hutnictwa, z. 18, 1967, 33-53.
• [7] Grudziński K., Zapłata B., Warda M.,: Research on dynamic friction processes in non-stationary conditions of sliding motion. Tribologia 1994, 4, 432-441.
• [8] Kragielskij I.W., Gitis N. W.: Frikcjonnyje awtokolebanija. Nauka, Moskwa 1987.
• [9] Lenkiewicz W.: Wpływ drgań wymuszonych na procesy tarcia metali. ZN AGH. Elektryfikacja i Mechanizacja Górnictwa i Hutnictwa, z. 26, 1967.
• [10] Müller L.: Teoria podobieństwa mechanicznego. WNT. Warszawa, 1961.
• [11] Nowak Z.: Ogólna metoda wyznaczania zupełnego układu iloczynów bezwymiarowych. Czasopismo Techniczne. 1969, 6.