Bagaimana goyangan poros kantilever yang berputar dapat dikurangi?

7

Saya memiliki poros cantilever 6 inci panjang yang didukung pada satu ujung menggunakan bantalan bola. Saya mengalami masalah poros bergoyang-goyang di bantalan. Saya tidak dapat memiliki dukungan di ujung yang lain.

Bagaimana saya dapat membantu situasi ini?

Poros terbuat dari aluminium, berputar di sekitar 120 rpm.

mechanical-engineering bearings

— Hardik shah
sumber

1

Diagram akan membantu kita memahami masalah dengan lebih jelas dan menghasilkan solusi yang lebih bermanfaat. Deskripsi bahan yang terlibat dengan masing-masing komponen juga akan sangat membantu.

— wwarriner

Apa tujuan poros Anda? Apakah ujungnya bebas atau ada sesuatu di poros? Apakah porosnya hanya berputar di udara?

— hazzey

Terima kasih banyak atas jawabannya. Saya telah mengedit pertanyaan untuk mencerminkan skenario yang sebenarnya

— Hardik shah

13

Poros yang berputar dapat mengalami defleksi, bahkan tanpa beban yang diterapkan (melintang). Untuk mengurangi defleksi poros berlebihan:

Hindari kecepatan pengoperasian di dekat kecepatan poros kritis , di mana poros bergetar pada frekuensi alami.
Pastikan poros konsentris, di mana pusat massa berputar di sekitar pusat geometriknya.

Dengan asumsi poros konsentris dan tidak beroperasi pada kecepatan poros kritis, defleksi disebabkan oleh beban yang diterapkan tetapi tergantung pada geometri dan material. Dari diagram Anda, buatlah Diagram Badan Bebas dan sistem persamaan untuk menyelesaikan momen reaksi pada bantalan. ^{Perhatikan bahwa}^adalah^{kekuatan hasil dari beban yang didistribusikan}^.

\sum F : 0 = R_{b e a r i n g} - (F_{p u l l e y} + F_{d i s t r i b})

$\sum F: \qquad 0 = R_{bearing} - (F_{pulley}+F_{distrib})$

\sum M_{@ b e a r i n g} : 0 = M_{b e a r i n g} + F_{p u l l e y} d_{p u l l e y} - F_{d i s t r i b} d_{d i s t r i b}

$\sum M_{@bearing}: \qquad 0 = M_{bearing} + F_{pulley}d_{pulley} - F_{distrib}d_{distrib}$ ^{$F_{distrib}$}

Dari diagram momen geser dan tekuk , bantalan (s) harus menahan momen reaksi, , yang dibutuhkan oleh kesetimbangan statis (atau poros bebas untuk berputar mengenai sumbu transversalnya). Karena itu: $M_{bearing}$

Kurangi kekuatan dengan mengurangi kecepatan poros
Pilih bantalan yang diberi peringkat untuk momen reaksi, gaya reaksi, dan kecepatan operasi.

Ubah jenis bantalan atau konfigurasi:
Bantalan bola tunggal tidak dirancang untuk menahan momen lentur. Sebagai gantinya, pertimbangkan untuk menggunakan bantalan jarum lebar, bantalan ganda, atau (lebih disukai) dua bantalan terpisah. Berbagai bantalan menyelesaikan momen reaksi terhadap gaya reaksi yang diterapkan pada jarak ( ), di mana jarak yang lebih besar antara bantalan mengurangi . Opsi desain ini diilustrasikan di bawah ini. $M = Fd$ $R_{bearing}$

Dari persamaan defleksi , parameter desain berikut lebih lanjut mengurangi defleksi poros (perhatikan bahwa parameter ini hanya berlaku jika bantalan menahan momen lentur):

Tambah diameter poros
Pilih bahan yang lebih kaku

Digunakan dalam kombinasi, parameter ini digunakan untuk mendesain poros sesuai dengan persyaratan desain (geometri, material, beban, defleksi yang diijinkan).

— theNamesCross
sumber

Terima kasih banyak. Penjelasan Anda memberi saya banyak wawasan.

— Hardik shah

1

@Hardikshah Senang membantu. Perhatikan bahwa saya mengoreksi konsep yang tidak tepat : "Pilih bahan yang lebih kaku ~~ (lebih kuat) ~~". Kekuatan mendefinisikan tegangan suatu bahan sesuai dengan kriteria kegagalan, sedangkan kekakuan menggambarkan Modulus Elastisitas. Maaf, semoga sukses.

— theNamesCross

3

Poros Anda adalah balok. Anda harus memiliki sesuatu seperti ini:

X ======== X ========

Di mana X adalah bantalan.

Hal-hal yang dapat Anda lakukan untuk memperbaiki situasi:

Laju rotasi lebih lambat
Gunakan bahan yang lebih kaku untuk poros
Gunakan bantalan yang mengontrol orientasi poros, bukan hanya
lokasinya (mis. Jangan gunakan bantalan yang tertanam di bola)
Tambah diameter poros
Buat jarak stick out lebih pendek
buatlah bagian poros antara bantalan lebih besar diameternya
Ubah jarak antara bantalan. Tepatnya 'untuk apa' tergantung pada lebih banyak informasi daripada yang Anda berikan.

Fenomena yang Anda hadapi adalah 'poros pusaran' - Anda dapat membacanya di buku Millwright.

— Anniepoo
sumber

Saya hanya punya 1 bantalan yang bisa saya lampirkan

— Hardik shah

1

Maka Anda harus hidup dengan goyangan. Anda perlu mencari cara untuk mendukung poros di dua lokasi.

— Transistor

hanya memiliki satu bantalan juga akan sangat meningkatkan keausan pada bantalan. Sulit dikatakan tanpa tahu lebih banyak tentang jenis bantalan, tetapi umumnya tidak dimaksudkan untuk menahan beban puntir semacam ini.

— Anniepoo