6 ECTS credits
160 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1004489BNR voor alle studenten in het 2e semester met een verdiepend bachelor niveau.
De cursus omvat een overzicht van de kinematisch en dynamics aspecten van een aandrijflijn voor roterende machines (motor-koppeling-belasting). Dit omvat zowel statische/kinematische dimensionering als dynamische (trillings)gedrag van de roterende as en de hoofdcomonenten op de drijflijn : lagers, tandwielen, riemen en koppelingen.
De studie van de drijflijn is gefocust op twee hoofdrichtingen : laterale richting (as liggend in zijn lagers), en de torsionele richting (motor-belasting via koppeling, riem of tandwielset). Naast deze twee hoofdrichting wordt kort ook de koppeling van de vrijheidsgraden aangehaald (via tandwieloverbrenging).
Op gebied van asdynamica gaat de grootste focus naar stationaire condities (constant toerental en dynnamische excitatie met constante amplitude), maar er wordt ook kort ingegaan op transiente fenomenen (bv. dynamisch opstart gedrag van een asynchrone motor).
Volgende specifiek onderdelen komen aanbod in de cursus:
- Laterale rotor dynamica: bepalen van kritische snelheden van een as in zijn lagers. De fundamentele begrippen van rotor dynamica worden uitgelegd aan de hand van verschillende basis modellen. Verder wordt het idee van elimentaire eindigelementen asmodellering in rotor dynmaisch perspectief uitgelegd.
- Statisch en dynamische aspecten van lagers. De hoofdfocus van dit onderdeel ligt op vloeistoflagers gezien de zeer specifiek kenmerken van dit soort lagers. Een eerste deel omvat de statische dimensionering van een vloeistoflager (theorie van sommerfeld). Het tweede deel omvat de invloed van de lagers op de rotor dynamica (stifjheid en demping) en de instabiliteitskenmerken die dit soort lager kunnen induceren. In tweede rang worden ook verschillende aspecten van wentellagers bekeken en worden nog enkele andere lager typische (lucht en magneet lagers) belicht.
- Balanceren van een roterende as. In dit stuk word vooral het statisch en dynamisch balanceren van een rigide as uitgelegd. Hierbij niet alleen de methodiek en theorie achter balanceren, maar ook de normering komt aanbod. Verder wordt de invloed van asflexibiliteit aangehaald met de mogelijke balanceringsstrategiën om hiermee om te gaan.
- Transmissie van vermogen tussen motor en belasting. In dit deel worden de typische koppel-toerental karakteristieken van motor en belasting besproken en de instelling van een werkingspunt wanneer motor en belasting gekoppeld worden.
- Torsionele dynamica. Verschillende modellen worden opgesteld met toenemend aantal vrijheidsgraden om torsiekritische snelheden en de dynamische versterking te berekenen. Verder worden verschillende systemen uitegelegd om equivalente traagheden en stijfheden te berekenen van complexere eenheden. Er wordt in detail ingegaan om de invloed van een kruk-drijfstang mechanisme op de torsionele dynamica.
- Tandwieloverbrengingen. Allereerst wordt er een overzicht gegeven van de verschillende soorten overbrengingen met inbegrip van een aantal fundamentele parameters van een tandwiel. De kinematische eigenschappen van een tandwielingrijping worden besproken en twee methodes worden toegelicht om een tandwieloverbrendingsverhouding van een complexe tandwielsamenstelling te berekenen. Verder word ingezoomd op de verschillende aspecten van een planetaire tandwiel overbrenging met inbegrip van het differentieel. Er wordt kort ook ingegaan op dynamische invloed (trillingen) van een tandwiel op een tandwielkast. Als laatste wordt er een model opgesteld dat de koppeling van de laterale en torsionele vrijheidsgraden zal bespreken.
- Riemoverbrengingen. In deel worden vooral de voorwaarden voor vermogensoverdracht berekend voor zowel een vlakke als V riem. Verder worden bepaalde aandachtspunten bij riemen besproken.
- Koppelingen. In dit deel wordt allereerst ingegaan op de uitlijning van een aandrijflijn en de fundamentele werking van een koppeling hierin. Vervolgens wordt de statische dimensionering van een koppeling besproken (vermogensoverdracht). Daarna wordt de dynamische invloed van een koppeling op de aandrijflijn in detail toegelicht: kritische snelheden, demping toevoeging, dynamische ontkoppeling. Vervolgens wordt een overzicht gegeven van de verschillende soorten koppelingen. Als laatste wordt ook een berekeningsmodel opgesteld om de vermogensoverdracht bij een wrijvingskoppeling te begroten.
De theorie in de verschillende hoofdstukken worden geïllusteerd met allerhande case studies.
Nota's :
- 'Kinematica en Dynamica van de Werktuigen' 2 boekdeel
VUB
-Additionale hoofdstukken rond rotordynamica en vloestoflagers worden digitaal aangeboden via Canvas
- De bij de lessen gebruikte transparanten zijn verkrijgbaar via Canvas
- Labo en oefeningennota's 'Kinematika en Dynamica van de Werktuigen' via Canvas
Aanvullend studiemateriaal:
De aanbevolen referentiewerken zijn opgenomen na iedere module, en zijn beschikbaar.
-doelstellingen:
Het doel van de cursus is de student een inzicht geven in de kinematische en dynamische fenomenen, die zich kunnen voordoen in roterende machines.
-eindtermen en examenvereisten:
Grondige kennis van de theorie en in staat zijn om deze theorie toe te passen op practische problemen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 45% van het eindcijfer
Examen Schriftelijk bepaalt 35% van het eindcijfer
WPO Praktijkopdracht bepaalt 15% van het eindcijfer
WPO Verslag bepaalt 5% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie WPO Praktijkopdracht dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie WPO Verslag dient men volgende opdrachten af te werken:
Schriftelijk examen Oefeningen(open boek) : 35%
Practicum(waarvan de punten gecombineerd worden met de jaarcijfers op de verslagen) 15%
Mondeling examen (gesloten boek) 45%
Verslag fabrieksbezoeken: 5%
Bovenstaande regels gelden enkel indien aan alle examenonderdelen wordt deelgenomen. Indien niet aan alle onderdelen werd deelgenomen wordt de student als afwezig beschouwd voor het ganse opleidingsonderdeel.
Indien op één (1) onderdeel een score <5/20 bekomen wordt kan afgeweken worden van de opgegeven gewichten per onderdeel.
Overdracht voor een examencijfer op een onderdeel van een academiejaar naar een ander kan niet, overdracht van een examencijfer op een onderdeel van eerste naar tweede zittijd kan enkel mits goedkeuring van de docent.
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde-elektrotechniek
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: verkort traject werktuigkunde-elektrotechniek na vooropleiding industriële wetenschappen
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: verkort traject werktuigkunde-elektrotechniek na vooropleiding fysica
Educatieve master in de wetenschappen en technologie: ingenieurswetenschappen (120 ECTS, Etterbeek)
Voorbereidingsprogramma Master of Science in de ingenieurswetenschappen: werktuigkunde - elektrotechniek: Standaard traject