HİTİT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I DERSİ STATİK DENGELEME DENEYİ FÖYÜ

HİTİT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I DERSİ

STATİK DENGELEME DENEYİ

FÖYÜ

1. GİRİŞ

Dengeleme: İstenmeyen eylemsizlik kuvvetlerinin yok edilmesi ya da en aza indirilmesini sağlayacak düzenlemelerin yapılmasıdır. Dengelenmemiş makine parçaları yüksek atalet kuvvetlerine sebep olup, bu parçalar tehlikeli sarsıntılar meydana getirirler.

Dönen uzuvlardaki dönme kuvvetleri tekrar eden yükler oluşturur. Bu yükler de zamanla makine parçalarında, özellikle yataklarda zamanla yorulmaya ve kalıcı hasara sebep olurlar.

Sallama ya da sarsma kuvvetleri yok edilmediği ya da en aza indirilmediği takdirde, makineyi destekleyen temelleri sarsacak, sallayacak ve genliği tehlikeli olabilecek boyutlara varabilecek titreşimler yaratacaktır. Bu titreşimlerin ise istenmeyen pek çok etkileri vardır. Bunlardan birisi makine parçaları üzerinde değişken gerilmelere neden olarak yorulma olayına yol açmalarıdır. Bu ise makinenin kullanım ömrünü azaltacak ve onu ekonomik olmaktan çıkaracaktır. Ayrıca kullanıcılar üzerinde makineyi işletme güçlükleri oluşturacak ve makinenin işlevini tam yerine getirmesini engelleyecektir.

Gürültü de yine istenmeyen etkileri arasındadır.

2. DENEYİN AMACI

Dönel bir makinenin dönme yapan parçasında oluşan statik dengesizliği tespit etmek ve bu dengesizliği gidermek için parça üzerinde hangi konuma ne miktarda kütle konulacağını hesaplamak gerekir. Gerekli kütle doğru noktaya eklendiğinde sistemin statik dengesizliğinin düzeltildiği görülecektir.

3. TEORİK BİLGİ

Dönen bir makine parçasının kütle merkezi geometrik merkezinden (dönme ekseninden) kaçık ise bu parça statik olarak dengesizdir denir ve eğer eksenel boyutlar küçük ise dönen kütleler aynı enine düzlemde kabul edilir. Buna göre sistem dinamik olarak dengesiz değildir. Böyle parçalar sadece statik dengeleme gerektirir.

İşin teorisini anlamak için Şekil 1’ deki dengesiz sistemi ele alalım.

Şekil 1

(a)’ da belli bir devirde dönen dengesiz parça gözlemlenmektedir. Parçanın geometrisinden dolayı kütle merkezi eksenden kaçıktır. Fakat bu kaçıklık her zaman parça şeklinden kaynaklanmayabilir. Örneğin dönen bir milde bile imalat kusurundan dolayı kütle merkezi milin dönme ekseninden mutlaka kaçık olacaktır. (b)’ de m1 ve m2 kütlelerinin konumundan dolayı oluşan dengesizlik şekilde gösterilen konumda mb kütlesi konarak engellenmiştir. (c)’ de statik olarak dengelenmiş parça görülmektedir. Kütle merkezi artık tam ortadadır. Dengeleme kütlesini ve konumunu bulabilmek için gerekli hesabı statiğin temel prensiplerini kullanarak yapabiliriz. Şekil 1c’ den;

0

F 

0 R

m R

m R

m₁₁²  ₂₂²  _b_b² 

0 j sin R m i cos R m j sin R m i cos R m j sin R m i cos R

m_{1 1} ₁ _{1 1} ₁ _{2 2} ₂ _{2 2} ₂ _{b b} _b _{b b} _b 0

cos R m cos

R m cos R

m_{1 1} ₁  _{2 2} ₂  _{b b} _b 

(1) 0

sin R m sin

R m sin R

m_{1 1} ₁ _{2 2} ₂  _{b b} _b 

(2)

Şeklinde (1) ve (2) denklemleri elde edilir. Dengeleme kütlesi mb’ nin bilinmesi durumunda Rb ve b bulunabilir.

4. DENEY MALZEMESİ VE TEÇHİZATLAR

 İvme ve hız ölçer ekipmana sahip titreşim test cihazı

 Kütle dengesizliği deney düzeneği

 Tornavida, tartı

5. DENEYİN YAPILIŞI

Dengesiz kütle deney düzeneği belli uzaklıkta birbirine paralel iki kasnaktan oluşmaktadır. Kasnaklar bir kaplin aracılığı ile elektrik motoruna bağlanmıştır. Kasnakların her birinin çevresine 12 adet delik açılmıştır. Bu delikler aynı radüs üzerindedir. Düzenekte iki kasnak kullanılmasının sebebi düzeneğin dinamik dengelem için de kullanılabilmesi içindir.

İlk olarak sistemde bir statik kütle dengesizliği yaratabilmek için kasnaklardan birinin deliklerinden herhangi birine belli miktarda kütle yerleştirilir. Kütle bir vidadan ibaret olup miktarı tartı ile ölçülmüştür.

İvme metre ve hız ölçer ekipmanına sahip titreşim test cihazımız düzeneğe bağlanır.

Motor çalıştırılır. Test cihazı açılır. Menüden “balancing” seçeneği seçilir. Burada önce

“initial run” seçilir. Start’ a basılır. Cihaz, bir süre sonra ivme metrede okunan hız değerlerini ve motorun devrini gösterir. Stop’ a basılarak ölçüm alınması işlemi durdurulur.

Motor durdurulur.

Şimdi, cihazın dengesizliği gidermek için hesap yapabilmesi için bir “test kütlesi”

kasnağın herhangi bir noktasında bir yere yerleştirilmelidir. Bu kütle de bir vida olup kütlesi tartı yardımıyla ölçülmüştür.

Titreşim cihazında menüden “Test run” seçeneği seçilir. Burada edit’ e basılarak eklenen test kütlesinin miktarı ve kasnaktaki konumu cihaza girilir. OK’ e bastıktan sonra motor tekrar çalıştırılır. Cihazdan da start’ a basılır. Bir süre sonra cihazın gerekli ölçümleri

aldığı ekrandan gözlemlenir ve stop’ a basılır. Bu anda cihaz bize “test kütlesi kaldırılsın mı?” şeklinde bir soru yöneltir. Bu soruya verdiğimiz cevaba göre ekrandan statik dengesizliği gidermek için gereken kütle miktarları ve konumları okunur.

6. DEĞERLENDİRME

Testte bulunan kütle miktarları ve konumlarının gerçekten statik dengelemeyi sağlayıp sağlamadığı statiğin temel prensibi kullanılarak tespit edilir.