Optymalizacja masy elementów wyrównoważających w synchronicznych eliminatorach drgań

• Autorzy: Pakuła S.

Warianty tytułu

EN

Mass optimization in automatic ball balancer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rolą synchronicznych eliminatorów drgań jest automatyczne wyrównoważanie wirników, których niewyważenie jest nieznane lub zmienne. Eliminator montuje się na osi niewyważonego wirnika. Elementy wyrównoważające, np. kule, samoczynnie ustawiają się w takim położeniu, aby zrównoważyć niepożądane pole sił bezwładności niewyważonego wirnika. W celu zaprojektowania odpowiedniego eliminatora należy skutecznie ocenić zapotrzebowanie na masę elementów wyrównoważających np. kul. Zbyt duża wartość masy może prowadzić do zakłócenia pracy maszyny przez znaczącą zmianę momentu bezwładności wirnika. Z kolei zbyt mała wartość masy może skutkować tylko częściowym wyrównoważeniem. Wartość niezbędnej masy wyrównoważającej zależy nie tylko od niewyważenia wirnika, ale również od parametrów geometrycznych komory eliminatora oraz kul. W pracy przedstawiono zależności pomiędzy niezbędną masą wyrównoważającą a promieniem bieżni eliminatora i liczbą kul. Na tej podstawie określono sposób doboru optymalnej liczby kul przy określonym promieniu bieżni komory eliminatora.

EN

Automatic Ball Balancer (ABB) is a device which automatically balances unknown or variable unbalance of the rotor. ABB is fixed on the machine rotor axis. The balancing elements inside ABB automatically take the position to balance the undesired inertia forces from the unbalanced rotor. In order to design an appropriate construction of ABB, one should effectively calculate the optimal mass of balancing elements, e.g. balls. Too high mass value can lead to disruption of the machine's operation by a significant change in the moment of inertia of the rotor. On the other hand, the too low mass value can cause only partial balancing. The value of the balancing mass depends on the value of the rotor unbalance, but also on the geometrical parameters of the ABB chamber and the balls. This paper concerns relationships between the necessary balancing mass and radius of the race and number of balls. Such dependencies were used to determine the optimal number of balls at the given radius of the eliminator.

Słowa kluczowe

PL

drgania; wyrównoważanie; wirniki; eliminator synchroniczny; optymalizacja masy

EN

vibrations; balance; rotor; ball balancer; mass optimization

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 37, nr 68
• Strony: 91--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Pakuła S.

• Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• 1. Chao C.P., Cheng-Kuo Sung, Szu-Tuo Wu, Jeng-Sheng Huang: Nonplanar modeling and experimental validation of a spindle-disk system equipped with an automatic balancer system in optical disk drives. “Microsystem Technologies” 2007, Vol. 13, p. 1227-1239
• 2. Do Weon Kim, Seoul; Sung Jae Shin: Washing machine with ball balancer, US Patent No. 5,806,349
• 3. Green K., Champneys A.R., Lieven N. J.: Bifurcation analysis of an automatic dynamic balancing mechanism for eccentric rotors „Journal of Sound and Vibration” 2016, Vol. 291, p. 861-881
• 4. Hai-Wei Chen, Qiu-Ju Zhang, Xiao-Qing Wu: Stability and dynamic analyses of a horizontal axis washing machine with a ball balancer. „Mechanism and Machine Theory” 2015, Vol. 87, p. 131-149
• 5. Kim W., Lee D., Chung J.: Three-dimensional modelling and dynamic analysis of an automatic ball balancer in an optical disk drive „Journal of Sound and Vibration” 2005, Vol. 285, p. 547-569
• 6. Michalczyk J., Pakuła S.: Phase control of the transient resonance of the automatic ball balancer „Mechanical Systems and Signal Processing” 2016, Vol. 72-73, p. 254-265
• 7. Michalczyk J., Pakuła S.: Wpływ parametrów kul na efektywność synchronicznego eliminatora drgań. „Modelowanie Inżynierskie” 2012, Vol. 43, p. 185-192
• 8. Pakuła S.: Badania symulacyjne pierścieniowego synchronicznego eliminatora drgań w stanie ustalonym „Przegląd Mechaniczny” 2013, Vol. 72, p. 27-31
• 9. Sung C. K., Chan T. C., Chao C. P., Lu C. H.: Influence of external excitations on ball positioning of an automatic balancer „Mechanism and Machine Theory” 2013, Vol. 63, p 115-126
• 10. Sung C. K., Chan T. C., Chao C. P.: Non-linear suspension of an automatic ball balancer „International Journal of Non-Linear Mechanics” 2011, Vol. 46, p. 415-424
• 11. Thearle E.: A new type of dynamic-balancing machine. „Transactions of the ASME” 1932, Vol. 54, p. 131-141

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).