لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 109 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
فصل اول :
مقدمه
بسیاری از تجهیزات حساس وکلیدی در کارخانجات و به خصوص صنایع بزرگ را ماشینهای دوار تشکیل می دهند و نابالانسی جرمی قسمتهای متحرک این تجهیزات یکی از مشکلات تکراری و مهم آنها است . بسیاری از روتورها در معرض تغییر دائمی شرایط بالانس قرار دارند . این تغییرات معمولاً به دلیل سایش در اثر برخورد مواد ساینده ، چسبیدن برخی مواد مانند گرد و غبار ، رسوب مواد ، تغییرات حرارتی در ماشین ، تغییرات پروسه کاری و غیره رخ می دهند . بروز مسایل فوق باعث بالا رفتن ارتعاشات ماشین شده و در نتیجه موجب کاهش عمر قطعات و خرابی المانهای ماشین میگردد.
افزایش ارتعاشات میتواند به حدی برسد که کارکرد ماشین را غیر ممکن نموده و توقف ماشین را اجتناب ناپذیر نماید . در چنین شرایطی یک راه حل قدیمی یعنی بالانس در محل نصب چاره ساز میباشد . در این روش توسط دستگاه های آنالیز ارتعاشات از ماشین اندازهگیری ارتعاشی به عمل می آید و دامنه و فاز ارتعاشات اندازهگیری می شود . سپس براساس دستورالعمل مشخصی با چندین مرحله راهاندازی و توقف تجهیز و اتصال وزنه های بالانس کننده آزمایشی و تکرار اندازهگیریها نهایتاً روتور به شرایط بالانس جرمی رسیده و عملیات بالانس به پایان میرسد و تجهیز مجدداً راهاندازی میگردد . این پروسه در شرایط مختلف معمولاً بین چند ساعت تا چند روز به طول میانجامد .
3
چکیده
ارتعاشات ماشینهای دوار یکی از مسایل مهم مهندسی محسوب میگ ردد . نابالانسی روتور به عنوان عمومیترین منبع ایجاد ارتعاشات ، رایجترین مشکل سیستمهای دوار میباشد . افزایش دائمی نابالانسی در بسیاری از تجهیزات صنعتی مانند فنها ، توربینها ، پمبها ، کمپرسورها و ... عموماً موجب توقف تولید گردیده و خسارات سنگینی به صنایع وارد میکند . امروزه بالانس اتوماتیک ماشینهای دوار به عنوان یکی از جدیدترین و بهترین راه حلها مورد توجه مجامع علمی و صنعتی قرار دارد . در این پروژه بالانس اتوماتیک ماشینهای دوار مورد بررسی قرار گرفته است .
ابتدا روشهای مختلف بالانس اتوماتیک و کنترل ارتعاشات شناسایی و دستهبندی شده است .به طور کلی روشهای بالانس اتوماتیک به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم میگردد. در روشهای غیر فعال بالانس رینگ و گلوله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و معادلات دینامیکی حاکم بر این سیستم ، شرط جواب دهی و نقاط تعادل آن بررسی شده است .
سیستمهای بالانس فعال نیز به دو دسته تقسیم گردیده اند . دسته اول سیسمتهای کنترل مستقیم ارتعاشات میباشند که قادرند از طریق عملگرهای مغناطیسی ، نیروهای کنترلی مناسبی برای کنترل ارتعاشات روتور به آن اعمال کنند . دسته دوم ابزارهایی هستند که با جابجا کردن وزنههای تصحیح ، روتور را بصورت اتوماتیک و کنترل شده بالانس مینمایند .
به طور کلی سیستمهای جابجا کنندهی وزنه به سه دستهی هدهای دکارتی ، قطبی و جابجایی مایع تقسیم میشوند . در این پروژه در ضمن معرفی این سه دسته ، معادلات حاکم ارائه شده ونمونههایی از هر یک معرفی شده است . روشهای کنترل سیستم بالانس اتوماتیک به دو دسته ، « جابجایی بهینه » و « جابجایی مشخص » تقسیم شده و هر یک برای روتورهای جفکات و روتور صلب با در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی و برای روتورهای انعطاف پذیر ، شرح داده شده است .
بالانس اتوماتیک به روش مودال و ضرایب تأثیر نیز شرح داده شده و برای رفع معایب آنها یک الگوریتم بالانس اتوماتیک ترکیبی پیشنهاد شده است . در این روش ابتدا ماتریس ضرایب اثر از روی پارامترهای مودال محاسبه شده و این ماتریس برای شروع عملیات بالانس
3
به کار میرود . حین جابجایی جرم ماتریس ضرایب اثر جدید محاسبه و برای تکمیل و عملیات بالانس به کار میرود .
بحث دینامیک روتورها عنوان مباحث مقدماتی برای تکمیل بحث و فهم چگونگی عملکرد سیستمهای بالانس اتوماتیک ارائه گردیده است . شبیه سازی عددی روشهای بالانس اتوماتیک براساس معادلات به دست آمده در این قسمت انجام شده است .
توقف ماشین و در نتیجه توقف خط تولید در اثر نابالانسی معمولاً خسارات سنگینی به کارخانجات وارد می آورد . یک راه حل مناسب برای این مساله استفاده از سیستمهای بالانس اتوماتیک میباشد . سیستمهای بالانس کننده فعال که ایده اولیه آن از سالهای پیش ارائه گردیده ، سیستمهایی هستند که قادرند یک ماشین دوار را در هنگام بروز نابالانسی ، بصورت خودکار و بدون نیاز به متوقف کردن تجهیز بالانس نمایند . این کار توسط جابجا شدن وزنههایی که بطور دائمی به روی روتور نصب شده اند صورت میگیرد . مهمترین مزیت این سیستمها عدم نیاز به متوقف کردن تجهیز برای عملیات بالانس میباشد .
1-1 روشهای بالانس اتوماتیک
تا کنون روشهای مختلفی در سیستمهای بالانس کننده اتوماتیک به کار گرفته شده است . از جمله میتوان سیستمهای بالانس کننده اتوماتیک انفعالی . passive Automatic Balancer
، سیستمهای کنترل مستقیم ارتعاشات به صورت فعال .Direct Active Vibration Control
و سیستمهای فعال جابجا کننده وزنه . Active Mass Redistribution Balancers
را نام برد . هر یک از این روشها کاربردهای خاص خود را داشته و این سیستمها هم اکنون در گستره وسیعی از المانهای دوار به کار میروند .
قدیمیترین روش بالانس اتوماتیک استفاده از بالانس کنندههای انفعالی است . محققین نشان دادهاند که ارتعاشات ماشینهای دوار میتواند بوسیله یک سیستم بالانس غیر فعال کاهش یابد . سیستم غیر فعال ، بالانس کنندهای است که عملیات بالانس روتور را بدون نیاز به سیستم کنترل و یا محرک انجام میدهد .
4
برای کنترل فعال ارتعاشات در ماشنهای دوار دو تکنیک وجود دارد . تکنیک کنترل مستقیم ارتعاشات به صورت فعال (DAVC) که در آن بطور مستقیم یک نیروی عمود بر روتور اعمال میگردد یکی از این تکنیکها میباشد . در تکنیک دوم توزیع جرم روتور توسط ابزارهای خاص و با جا بجا کردن وزنههای تصحیح تنظیم میگردد.
در روش کنترل مستقیم ارتعاشات ، نیروی اعمالی به روتور توسط ابزارهای ایجاد کننده نیرو نظیر بیرینگهای مغناطیسی تولید میگردد مزیت مهم تکنیکهای DAVC این است که نیروی اعمال شده به روتور میتواند خیلی سریع تغییر نماید . این مزیت باعث میشود که بوسیله این سیستم بتوان ارتعاشات ناشی از نابالانسی ، ارتعاشات ازاد گذرا و سایر ارتعاشات موجود در ماشینهای دوار را بطور کلی حذف نمود . محدودیت این سیستم ، حداکثر نیرویی است که عملگرهای تولید کننده نیرو میتوانند اعمال نمایند .
در سرعتهای دورانی بالا ، نیروی نابالانسی سیستم میتواند به سطح فوقالعاده بالایی برسد و بیشتر ابزارهای اعمال نیرو نمیتوانند نیروی کافی را جهت خنثی کردن آن ایجاد نمایند . در این شرایط روشهای جابجا کننده وزنه مناسب خواهد بود. در این روش ابزار خاصی که دارای مرکز جرم قابل تغییر است ، بر روی روتور نصب میگردد .پس از آنکه ارتعاشات ماشین اندازهگیری و وجود نابالانسی تشخیص داده شد ، مرکز جرم این ابزار در جهت مخالف نابالانسی سیستم تغییر مینماید و به این ترتیب ارتعاشات ماشین دوار به واسطه حذف منبع ارتعاشات ، یعنی نابالانسی روتور ، از بین میرود .
برخلاف ابزارهای نیرویی ، ابزارهایی تغییر توزیع جرم قادرند نیروهای زیادی را ایجاد نمایند اما سرعت عمل آنها پایین است . همچنین این ابزارها قادر به از بین بردن ارتعاشات گذرا و ارتعاشات غیر هماهنگ ماشین که ناشی از عیوب دیگر هستند ، نمیباشند .
1-2- تاریخچه
در این پروژه علاوه بر سیستمهای بالانس اتوماتیک ، بحث دینامیک روتورها و بالانس غیر اتوماتیک ، به عنوان پیش زمینه بالانس اتوماتیک مورد توجه قرار گرفته است ،