Unwucht

Unsymmetrie - SystemPhysics

einem relativ zu einer feststehenden Welle rotierend gelagerten Gehäuse, ist er optimal gewuchtet, wenn seine Lagerung durch die Rotationsbewegung nicht weiter beansprucht wird. Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Ungleichgewicht kann am Beispiel des Reifen leicht erklärt werden: Ein statisches Ungleichgewicht besteht, wenn der Reifen nicht auf der Rotationsachse ist.

Die Unwucht kann ermittelt werden, ohne dass sich das Laufrad dreht: In der Gleichgewichtsposition befindet sich der Schwerpunktschwerpunkt unterhalb der Drehwinkel. Im Falle einer Bewegungsunwucht befindet sich der Schwerpunktschwerpunkt wahrscheinlich auf der Rotationsachse, aber die Massenverteilung ist nicht gleichmäßig auf die Ebene der Symmetrie des Rads. Das Modell gehäuse ist eine horizontale Welle mit einer voll ausbalancierten Disk.

Auf der linken und rechten Seite ist die Welle selbst montiert. Ist ein kleiner Korpus auf der Oberseite und einer auf der Unterseite weit außen auf der Platte montiert, werden beide Kugellager im Gleichlauf beladen, sobald das System in Drehung ist. Das Ungleichgewicht, das von den beiden kleinen Gehäusen erzeugt wird, heißt Statik.

Wird die Geschwindigkeit erhöht, werden die Kugellager im Gegenzug beansprucht. Der Massenschwerpunkt befindet sich bei statischer Unwucht nicht auf der Mittelachse. Über die beiden Kugellager findet der Pulsaustausch mit der Masse statt. Generell kann die Rate der Impulsänderung als Veränderungsrate des Betrags in Verbindung mit einer Schwenkbewegung (siehe Kreisbewegung) angegeben werden: Die entstehende Krafteinwirkung ist senkrecht zur Achsrichtung und senkrecht zum Puls, d.h. sie ergibt sich aus dem Mittelpunkt der Masse gegen die Achsrichtung ( "die Tatsache, dass diese Krafteinwirkung in den Mittelpunkt der Masse gezogen wird, ist rein konventionell; der Pfeil der sich ergebenden Krafteinwirkung steht lediglich für den Pulswechsel des gesamten Rotators). s ist der Abstandspunkt der Masse von der Achsrichtung.

Die Drehstromimpulse von Frische verteilen sich auf beide Kugellager. Die von Mres beschriebenen dreiphasigen Impulsströme führen zu einem rotierenden Kraftpaar an beiden Lagern nach dem Hebelsatz. Allerdings lässt sich die Unwucht deutlich in eine feste und eine bewegliche Komponente unterteilen. Das Statikteil bewirkt eine rotierende, resultierende Last, das Dynamikteil ein rotierendes, resultierendes Anzugsmoment.

Die besonderen Beanspruchungen durch eine Unwucht hängen von der Lagergeometrie ab. Sind zwei Kugellager rechtwinklig zum Massenschwerpunkt angeordnet, "trägt" jedes Kugellager die Hälfte der Kräfte bei statischer Unwucht. Im Fall einer Unwucht werden die Kugellager im Gegentaktbetrieb belaste. Diese beiden Pulskomponenten fließen dann in zwei versetzt angeordneten Drehströmen von einem Kugellager zum anderen und generieren eine Drehimpuls-Quelle; sie sind ein rotierendes Kraftpaar.

Wird die Stromintensität einer Pulskomponente (die Stärke in einer Richtung) in beiden Lagerungen gemessen, ergeben sich zwei Sinussignale, die der entstehenden Stärke und dem daraus resultierendem Moment klar zugeordnet werden können. Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt die zur Unwucht gehörende statische und das zur dynamischen Unwucht gehörende Anzugsmoment.

Bei unterschiedlicher Anordnung der Kugellager sehen die Belastungen der Kugellager - nicht aber die Impuls- und Drehimpulsänderungsraten - unterschiedlich aus.