Transcript Ersatzsystem und Funktionsprinzip

Technische Universität Chemnitz
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnit
Professur Alternative Fahrzeugantriebe
Prof. Dr.-Ing. Thomas von Unwerth
Resonanzpulsatoren
zur Untersuchung von Pressverbindungen hinsichtlich Mikroschlupf,
Gleitzonenbildung und Tribokorrosion bei Axialkraftbelastung
Schematischer Aufbau
des Resonanzpulsators
Funktionsprinzip
Ersatzsystem und
und
Funktionsprinzip
Ersatzsystem
Schema des Schwingsystems
2
Eine der Eigenschwingformen
Querhaupt
C1
4
s4
Kraftmessdose
Schwingungsknoten
5
C2
Probe
m1
Schwingtisch
s1
7
6
C3
9
1
8
s2
m2
e
Schwingmasse
s2
Unwuchtmasse
0.5·m3
0.5·m3
... Erregerkreisfrequenz
(Antriebsdrehzahl)
C4
M1
10
11
M2
0... Eigenkreisfrequenz
reduzierte Masse des
Maschinengestells
m4
s2... Wegaplitude der
Schingmasse m2
U... Unwucht
3
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
Maschinengestell
Querhaupt
Verstellgetriebe
Kraftmessdose
Probe
Schwingtisch
Feststelleinrichtung
Schwingfeder
9
10
11
12
13
M1
M2
Vereinfachung zu einem
Zweimassensystem unter
Vernachlässigung von m1:
Schwingmasse
Schwingungserreger
biegsame Welle
Getriebe
Tachogenerator
Gleichstrommotor mit Ankerregelung
Gleichstrommotor für Verstellgetriebe
sˆ2
U /(m3  m2 )
m4
J=0
4
CE
3
s2
m2
2
0.5·m3
Technische Daten
1
RPu 6
Max. Belastungsamplitude
Max. Schwingweg
Lastwechselfrequenz
Eigengewicht
± 30 kN
RPu 20
± 100 kN
± 5 mm
± 7 mm
40...100 Hz
33...85 Hz
4t
8t
Bewertung des Funktionsprinzips
Vorteile
• einfacher Aubau
• energiesparend
• zuverlässig
• wartungsarm
• einfache Probenbruchdetektierung auf
Frequenzbasis
0.5·m3
Unwucht:
U  m3  e
C1  C2  C3
Ersatzfedersteifigkeit: CE  C4 
C1  C2  C2  C3  C3  C1
0
 1
1 


Eigenkreisfrequenz: 0  C E  
 m2 m4 
0,5
1
1,5
2

0
Arbeitsbereich
Komplettgerät
Nachteile
• konstruktiv bedingte
Lastwechselfrequenz (jedoch
austauschbare Massen)
Querhaupt
• An- und Auslaufvorgänge
Kraftmessdose
• nur sinusförmige
Belastungsfunktionen
realisierbar
Regel- und
Bediencomputer
Prüfkörper
• selbst stabilisierendes
System bei Probenbruch
Schwingtisch
• Kraftkreis in der Maschine
geschlossen, kein
Fundament notwendig
Probenbruchsensor
Maschinengestell
Zusammenfassung:
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Professur Alternative Fahrzeugantriebe
Prof. Dr.-Ing. Thomas von Unwerth
09107 Chemnitz
Phone
0371/531 23550
Fax
0371/531 23329
E-Mail
[email protected]
Internet www.tu-chemnitz.de/mb
Resonanzpulsatoren stellen eine ideale Lösung für viele Anwendungsfälle dar. Dabei können nicht nur Zug-Druck-Beanspruchungen sondern
mit einer ensprechenden Vorrichtung auch Wechselbiegebelastungen
realisiert werden. In letzter Zeit geht man sogar von den kostenintensiven Hydraulikpulsern häufig auf Systeme auf Resonanzbasis
zurück.
Bild: RPu6
(WPM-Werkzeugprüfmaschinen
GmbH Leipzig)