Procedury wyznaczania i realizacji sił reakcji w układzie elastycznego podparcia wału korbowego

Przedstawiono podstawowe elementy nowatorskiego systemu do pomiarów odchyłek geometrycznych wałów korbowych, zaopatrzonego w układ tzw. elastycznego podparcia. Umożliwia on wyeliminowanie występowania ugięć i odkształceń sprężystych obiektu mierzonego pod wpływem ciężaru własnego. Przedstawiono zasady wyznaczania najkorzystniejszych warunków podparcia, gwarantujących eliminację ugięć i odkształceń sprężystych wałów korbowych. Na podstawie sformułowanych zasad wykonano przykładowe obliczenia sił reakcji podpór, gwarantujących zerowe wartości ugięć na czopach głównych, w zależności od kąta obrotu wału, z wykorzystaniem programu do obliczeń wytrzymałościowych Nastran FX 2010. Wyniki zaproksymowano równaniem matematycznym z zastosowaniem aparatu obliczeniowego opartego na teorii analizy harmonicznej, a następnie dokonano oceny porównawczej wykresu sił otrzymanych drogą obliczeń wytrzymałościowych oraz zapisu matematycznego, wyliczając tzw. współczynnik interkorelacji wzajemnej. Ocena porównawcza wykazała wysoki stopień zgodności porównywanych wykresów. Przedstawione procedury wyznaczania sił gwarantujących eliminację ugięć i odkształceń sprężystych znajdują zastosowanie przy pomiarach odchyłek geometrycznych wałów korbowych, realizowanych na bazie zaprezentowanego systemu pomiarowego.

---

The basic elements of an innovative system designed to measure geometric deviations of crankshafts provided with a so-called elastic support system are presented. The support system enables elimination of deflections and elastic deformations of the object measured under the influence of its own weight. The principles of the most suitable support conditions which enable elimination of deflections and elastic deformations of crankshafts under their self-weight were also presented. On the basis of the formulated principles sample calculations of force values of support reactions were performed. This guarantees zero value of deflections on main journals depending on the angle of rotation of the shaft, applying approximated with a mathematical equation applying the calculating method based on the harmonic analysis theory. Then a comparative assessment of the force diagram (the forces were obtained via strength calculations and mathematical model including so called mutual inter-correlation coefficient) was made. The results of comparative analysis showed high correspondence between the compared diagrams. Presented procedures of determining the required forces ensuring elimination of deflections and elastic deformations can be applied to measurements of crankshaft geometrical deviations on the basis of a measuring system with flexible support of a measured object.