Koesuunnitelma. ViDRoM Virtual Design of Rotating Machines. Raine Viitala

Transkriptio

1 Koesuunnitelma ViDRoM Virtual Design of Rotating Machines Raine Viitala

2 ViDRoM Virtual Design of Rotating Machines Mitataan dynaamista käyttäytymistä -> nopeuden funktiona Puhtaat laakerit, kolmikulmaiset laakerit, nelikulmaiset laakerit Saadaanko vastaavat harmoniset värähtelytaajuudet näkymään? 3-kulmaisuus -> heräte 3 krt/kierros Resonanssi havaitaan 1/3 ominaistaajuudesta 2

3 Mittausjärjestely Anturit Suodatus & signaalinkäsittely Tiedonkeruu Tiedonkäsittely ja analyysi Laseretäisyys Enkooderi Alipäästösuodatin vastaanotinpiiri Mittakortti Mittakortin ohjelmointi Labview Matlab PC ENC LASER LPF DAQ LabView TTL Matlab 3

4 Esitiedot ja valintojen maailma Kirjallisuusselvitys säästää aikaa ja tupakkia Ei keksitä pyörää uudelleen Selvitetään mitä on jo tehty ja mikä olisi uutta State-of-the-art Tieteellistä kompetenssia viittausten muodossa Tiedon ja kokemuksen siirto tutkimusryhmässä Kaikki tieto ei siirry lukemalla Millä välineillä mittaukset suoritetaan Kirjallisuus Omat tai tutkimusryhmän aiemmat tutkimukset Kokemus Erilaisten kokoonpanojen määrä ääretön -> kerrottava miten tehtiin 4

5 Esitiedot Laakeriteoria Roottoridynamiikka Peruskirjallisuutta ja tutkimusta runsaasti saatavilla Simulointia, kokeita Kirjallisuusselvitys 5

6 Tutkimusongelma Laakerin sisäkehän pinnan aaltomuodon (kolmikulmaisuus, nelikulmaisuus) vaikutus roottorin dynaamisiin ominaisuuksiin Laakeritekniikkaa: pyörivien osien muoto ratkaisee Asennuskaula (akseli) Laakerin sisärenkaan muoto Vierintäelementit Aaltomuodon vaikutus vastaaviin alikriittisiin värähtelyihin Kolmikulmaisuus -> ω n /3 taajuuden resonanssiamplitudi kasvaa?? (FFT) 6

7 Tutkimusongelma - esitiedot Akselin ympyrämäisyys 14 µm Kiristysholkin seinämänpaksuusvaihtelu 10 µm Laakerin sisäkehän seinämänpaksuusvaihtelu 43 µm Summageometria 46 µm Vierintäkehän ympyrämäisyys 36 µm (mitattu asennettuna) 7

8 Tutkimussuunnitelma Tyypillinen muotovirhe (3-k, 4-k) aiheutetaan metallilangoilla laakerin asennusakselin ja laakerisisäkehän välissä Mitataan minkä muotoinen tuli Vertaillaan muotovirheen vaikutusta värähtelymittauksiin Vertaillaan tuloksia kehitteillä olevaan simulointiohjelmaan Asetetaan mitattu muotovirhe lähtötilanteeksi simulointiin 8

9 Anturit Etäisyys Laser valintakriteerit: Ei koskettava Korkea mittaustaajuus Korkea resoluutio Hyvät aiemmat kokemukset Ystävällinen käyttöliittymä 9

10 Anturit 2 Kulma ja kulmanopeus Enkooderi - valintakriteerit: Resoluutio Digitaalisuus Näytteiden määrä / kierros Hyvät aiemmat kokemukset Valittu tiedonkeräysmekanismi Keskiarvoistus kierroksittain 10

11 Anturit 3 Laakerikaulan mittaus Koskettava pituusanturi Resoluutio Kohinattomuus Mittaustulos vertaamalla mittapulssin vaihetta kahteen siniaaltoon Helppo kalibrointi Kokemus tehty aiemmin hyvin kokemuksin 11

12 Koesuunnitelma 1. Mitataan heitto X- ja Y-suunnassa puhtailla 0.5 Hz välein alueella 2 25 Hz Harmonisten resonanssien läheisyydessä tiheämpi kampa Tutkittava mikä kampa riittävä 100 r jokaisella nopeudella keskiarvoistukseen Yksi mitattu taajuus -> yksi mittatiedosto 2. Puretaan laakerit ja mitataan sisäkehät päältä Tieto talteen 12

13 Koesuunnitelma 2 3. Lisätään virhe ja kootaan laakeri 4. Mitataan heitto X- ja Y-suunnassa virheellä 5. Puretaan laakerit ja mitataan sisäkehät päältä 13

14 Koesuunnitelma 3 Yksi kanava nopeudella 10.2 hz keskiarvoistettu Toistetaan kohdat 3 5: 4-kulmaisuus Mittausdatan analysointi: Matlab 0.4 Heittokuvaajan avulla tarkastetaan että tulokset järkeviä -> 0.2 visuaalisuus Spektrianalyysin 210avulla varsinainen ilmiö: alikriittiset 330 taajuudet? 10. Simulointiohjelmalla vastaavat kuvaajat 240 Vertailu ja ohjelman säätö f [Hz]

15 Koesuunnitelma Raportoidaan tulokset tieteellisessä julkaisussa 15

16 Kiitos!