007/008 Gépézmérnöki alapimeretek 1J Méré Idı, fordulatzám é tehetetlenégi nyomaték mérée Méré ideje: 007. október 18. Méré helye: BME Hidrodinamikai Rendzerek Tanzék Laboratóriuma Mérévezetı: Mérızemélyzet névora: Budapet, 007. 10. 19. Név, Neptun, Coportkód
A méré célja: villanymotor forgóréz tehetetlenégi nyomatékának é ennek egítégével a motor tengelyére ható úrlódái nyomaték meghatározáa a fordulatzám függvényében. A feladat ikere végrehajtáához meg kell imerni néhány alapfogalmat (fordulatzám, tehetetlenégi nyomaték, menetábra) é ezek méréi módzereit. Tehetetlenégi nyomaték meghatározáa Az 1. ábrán bemutatjuk a mérıberendezét é vázlatát. Látható, hogy a motor tengelyére a jelő m póttömeget erıítettük fel (vö. a. ábrával i). Az így özeállított fizikai ingát a 4 jelő lemezre karcolt jelig kitérítjük. A 4 jelő lemez megzakítja a fény útját é a 3 jelő fotócellá impulzuadón kereztül elindítja, majd egy telje lengé után leállítja az 5 jelő elektroniku idımérıt. A T lengéidı imeretében a tehetetlenégi nyomaték zámítható az elızıek zerint. A lengéidı meghatározáa orán több lengé idejét átlagoltuk a méréi hibacökkentée érdekében. 1. ábra: Mérıberendezé a tehetetlenégi nyomaték meghatározáához A fizikai inga lengéideje:. ábra: Póttömeg elhelyezée a motor forgórézén T = π θ A m g e Ebbıl a lengéidı (T), a póttömeg tömegének (m) é átmérıjének, illetve a póttömeg a forgái középponttól mért távolágának (e) függvényében meghatározható a kézített inga tehetetlenégi nyomatéka a forgápontra. A motor forgórézének tehetetlenégi nyomatékát a Steiner tétel é a több tömeg együtte tehetetlenégi nyomatékának meghatározáára vonatkozó auditivitá egítégével tudjuk meghatározni: Θ A = Θ + 1 mr + me E kettı egítégével a motor tehetetlenégi nyomatéka meghatározható: Θ = T π r mge m + e A méré pontoágát a pároával, különbözı póttömegek mellett elvégzett méréek átlagoláával é a továbbiakban az átlagolt tehetetlenégi nyomaték haználatával érjük el.
Súrlódái nyomaték meghatározáa 3. ábra: Mérıberendezé a kifutái méréhez A úrlódái nyomaték mérééhez kifutái mérét végzünk el a 3. ábrán bemutatott berendezéen. Az 1 jelő elektromotor tengelyére fel van erıítve a jelő tachométer dinamó, mely által adott jelet a 3 jelő zámítógép feldolgozza. A jelfeldolgozá fıbb lépéei: az analóg jel digitalizáláa, zőrée é ábrázoláa az idı függvényében. A méré orán az állandó fordulatzámmal járó motort kikapcoljuk é megvárjuk, amíg a megáll. Ezt követıen a képernyın megjelenik az n=n(t) menetábra (4. ábra). A grafikon melletti táblázatból leolvauk a menetábra néhány jellegzete pontját. 4. ábra: Menetábra A menetábra mérée orán a máodik mérénél meghatározott táblázatból megrajzolt kifutái görbét az 1. diagram tartalmazza, a úrlódái nyomatékot a görbe különbözı pontjaiban a zámítógéprıl leolvaott (t, ε é ω) pontokban. A úrlódái nyomaték (M ) a megadott ω értékénél, az átlagolt tehetetlenégi nyomaték egítégével, az alábbi özefüggé egítégével határozható meg: M = θ ε Az özetartozó n é M zámpárokat táblázatban özeítettük, az így kapott urlódái nyomaték-fordulatzám függvényt a. diagram tartalmazza. A méré orán haznált berendezéek é ezközök: Ezköz Típu Gyári zám Villanymotor 1. HZF 90L-4D/340-1 1157/85 Villanymotor. HZF 90L-4D/340-1 1659/85 Fotocellá jeladó Dya Idımérı 109. Jacquet indikátor
Lengéidı / tehetetlenégi nyomaték mérée: T = 0,777 m = 1kg d = 5mm e = 88mm Mért é zámított adatok T 0,777 Θ m g e 1kg 9,81m A = = 0,088m = 0,013kgm π π 1 1 Θ = ΘA m r m e = 0,013kgm 1kg 0,05 m 1kg 0,088 m Az átlagolt tehetetlenégi nyomaték: Θ = 0,0051kgm = 0,0041kgm Kifutái méré, úrlódái nyomaték meghatározáa: t[] n [1/] 0 1503 3.5 119 7 106 10.5 883 14 756 17.5 643 1 539 4.5 444 8 356 31.5 7 35 185 38.5 115 4 43 45.5 0 Saját méréi pont t[] n [1/] ε [rad/ ] 4.97 43 -.65 M kgm rad = θ ε = 0,0051,65 = 0. 0136Nm Az eredmények táblázato özefoglaláa n [1/] M [Nm] 185 0.014 310 0.0147 43 0.0136 567 0.0175 75 0.009 848 0.06 939 0.037 1058 0.061 1164 0.066 138 0.0304
1600 n [1/] 1400 100 1000 800 600 400 00 0 0 5 10 15 0 5 30 35 40 45 50 t [] 1. diagram: Kifutái méré eredménye 0.035 M [Nm] 0.03 0.05 0.0 0.015 0.01 0.005 0 0 00 400 600 800 1000 100 1400 n [1/]. diagram: Súrlódái nyomaték