Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Неравномерность хода ведущего звена машины



Уравнение движения главного вала машины в форме кинетической энергии имеет вид (см. формулу 4.9)

.

Так как величина избыточной работы Аизб, являясь функцией угла поворота вала φ, угловой скорости ω и времени t, есть величина переменная, т.е. Аизб = f(φ, ω, t), при этом Iпр = f(φ), то при установившемся режиме работы машины угловые скорости в начале и конце одного цикла Т (например, одного оборота) равны: ω0нач = ω0кон = ωср (рис. 4.8).

За цикл изменение кинетической энергии равно нулю ΔЕ = 0. Внутри цикла угловая скорость вала может меняться, что вызывает дополнительные динамические (инерционные) нагрузки, а также дополнительное трение в кинематических парах, снижающее надежность механизма и его кпд.

Ухудшаются условия работы механизма, приходится увеличивать материалоемкость машины, повышать прочность звеньев, нести дополнительные энергетические затраты на преодоление трения.

 

Рис. 4.8. Периодические колебания угловой скорости

главного вала машины в период установившегося движения

 

Коэффициент неравномерности хода ведущего вала машины δ выразим формулой

, (4.13)

где

. (4.14)

Из (4.13) и (4.14) получим

ωmax = ωcp (1 + ), ωmax2 ≈ ωср2 (1 + δ),

ωmin = ωcp (1 - ), ωmin2 ≈ ωср (1 - δ).

Величина δ может находиться в следующих пределах: для ударных машин и прессов δ≤ , для металлорежущих станков δ= , для двигателей δ≤ .

Регулирование периодических колебаний угловой скорости

С помощью маховика

В случае необеспечения требуемой величины δ при работе машины могут возникнуть нежелательные явления и процессы (вибрация, повышенные энергетические затраты, невозможность выполнения технологического процесса и т.д.). При условии периодических колебаний угловой скорости вала для получения заданной величины δ используют маховик – массивное колесо с большим моментом инерции.

Основная задача при расчете маховика – это определение его момента инерции. Маховик с таким моментом инерции Iмахов в интервале скоростей от ωmax до ωmin (см. рис. 4.5) должен произвести работу, равную изменению кинетической энергии механизма за это время:

Аизбmax = ΔEмеx.

Расчет величины момента инерции маховика

Приведенный момент инерции механизма можно представить в виде

Iпрmax=Iпост.часть+Iмахов+ΔI max при ω=ωmax,

Iпрmin=Iпост.часть+Iмахов+Δ I min при ω=ωmin,

где Iпост.часть – постоянная составляющая приведенного момента инерции механизма; Iмахов – момент инерции маховика или маховых масс (колес, валов и т.д.), (величина постоянная для данного механизма); ΔI max – составляющая приведенного момента инерции при максимальной скорости в цикле ωmax; ΔI min – составляющая приведенного момента инерции при минимальной скорости в цикле ωmin.

Тогда

. (4.15)

Из (4.15) следует (если , )

.

С учетом (4.13) и (4.14) получим

. (4.16)

Для определения величины Iмахов задаются величинами ωср и δ. Формулу (4.16) можно упростить, если принять ΔImax= ΔImin. Тогда

.

При больших маховых массах (когда Iмахов>>Iпост.часть) можно приближенно принять

.

Для определения величины можно пользоваться диаграммами моментов сил движущих Мдв(φ) и сил сопротивлений Мсопр(φ) (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Моменты сил движущих и сил сопротивлений в цикле Т

 

Площади f1f4, ограниченные кривой Мсопр и графиком Мдв, представляют собой разности работ движущих моментов Мдв и моментов сопротивлений Мсопр. Суммы площадей имеют соотношение

f1 + f3 = f2 + f4.

Выбирают наибольшую из заштрихованных площадей. Если , то величину максимальной избыточной работы можно определить по формуле

,

где μφ и μМ – масштабы графиков по осям и М.

Регулирование непериодических колебаний угловой скорости главного вала машины производится с помощью специальных регуляторов. Одним из простейших является центробежный регулятор (регулятор Дж. Уатта).

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.