Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин (1073999), страница 77
Текст из файла (страница 77)
!9. неРАВномеРность дВижения меххг!измов и мАшин периодически повторяются с тем же самым циклом. Такие колебания скоростей назовем периодическими. Таким образом, периодическими «олебаниями скоростей механизма называю!пся колебания, при которых скорости всех звеньев механизма имеют вполне определенные циклы, по истечении которых эти скоросп!и принимают каждый раз свои первоначальные значения. Кроме периодических колебаний скоростей, в механизме могут иметь место и непериодические колебания скоростей, вызываемые различными причинами: внезапным изменением полезных или вредных сопротивлений, включением в механизм дополнительных масс и т.
д. Такое внезапное изменение нагрузки на механизм вызывает внезапное увеличение или уменьшение скорости его начального звена, и так как эти колебания скорости в некоторых случаях не имеют определенного цикла, то такие колебания скорости начального звена назовем непериодическими. Во многих механизмах мы наблюдаем оба вида колебаний скоростей. 2'. Колебания скоростей во время установившегося движения могут достигнуть такой величины, которая пе будет допустимой с точки зрения обеспечения всех надлежащих условий работы механизма. Тогда может возникнуть вопрос о регулировании в заранее заданных пределах величин этих колебаний. Задача о регулировании колебаний скоростей во время установившегося движения механизма имеет большое значение в технике, потому что в большинстве механизмов это время является рабочим временем их движения — промежутком времени, в течение которого механизм выполняет свои производственные функции.
Регулирование периодических колебаний скоростей при установившемся движении механизма обычно выполняется соответствующим подбором масс его звеньев. Массы звеньев должны быть подобраны так, чтобы они могли аккумулировать все приращения кинетической энергии механизма, имеющие место при превышении работы движущих сил над силами сопротивления. Эта аккумулированная массами звеньев кинетическая энергия должна быть отдана механизму обратно, когда работа сил сопротивления будет превышать работу движущих снл. Подбором масс звеньев механизма можно решить задачу о ре. гулировании периодических колебаний скорости начального звена при его установившемся движении. В случае же непериодических колебаний скоростей при установившемся движении подбором масс его звеньев можно решить задачу о регулировании колебаний скоростей только в тех случаях, когда эти колебания незначительны. При значительных непериодических колебаниях скоростей задача о регулировании решается установкой специальных механизмов, регулирующих законы изменения или движущих сил, или сил сопротивления.
Такие регулирующие механизмы получили название регуляторов, з лз. сявдняя скогость м»шины 37$ Рассмотрение вопроса о регулировании движения механизма начнем с рассмотрения задачи о регулировании периодических колебаний скоростей во время его установившегося движения. 5 83. Средняя скорость машины и ее коаффициеит неравноллерности движения 1'. Для изучения периодических колебаний скоростей во время установившегося движения механизма или машины введем понятие о средней скорости на«аллного звена и дальнейшее рассмотрение задачи будем вести для этого времени движения. Обозначим путь, проходимый выбранной на начальном звене точкой В за один цикл ее движения от положения 1 до положения й, через з.
Будем называть действительной средней скоростыа (о,р)д скорость такого равномерного движения, при котором точка прошла бы путь з в тот же промежуток времени 1, который требуется и при неравномерном движении. Так как Ж = —, то «и 6~ в« 1=!» — г« =~ Р откуда, с учетом того, что 1» — 1« — — †, получаем « (в«,)д ' ( «Р)л « «« (19.1) Действительную среднюю скорость часто заменяют средней арифметической скоростью о,„и полагают «»«ах + в««« «Р (19.2) где о „и о „суть максимальные и минимальные значения скорости точки В (рис.
19.!). Для механизмов с малой неравномерностью движения разница между этими значениями пренебрежимо мала, вследствие чего обычно в качестве средней скорости пользуются тем из них, которое удобнее для решения поставленной задачи. На паспорте двигателя, рабочей машины или механизма такая условная средняя скорость бывает обычно указана, причем в этом случае ее обыкновенно называют номинальной скоростью (от латинского слова «пои1еп», обознача1ощего имя, наименование). Для механизма с малой равномерностью движения предпочтительнее пользоваться действительной средней скоростью.
Если разность максимального и минимального значений скорости Вв точки В (рис. 19.1) разделить на среднюю скорость, то получим так называемый коэффициент неравномерности двир(сенин механизма или мишины, обозначаемый через 6 и равный Неаа ренн (19.3) оср Чем меньше разность между о,„и о ьо тем равномернее вращается начальное звено. Задача регулирования движения механизма или машины в период их установившегося движения сводится к подбору такого соотношения между нв массами звеньев механизмов и действующими на них силами, при котором коэффициент неравномерности 6 не превышал бы какого-либо зан ранее заданного значения. На практике величина 6 колеблется в весьма значительных пределах.
В таблице б приводятсядопустиРнс. аВЛ. График сковостн очки МЫЕ КОзффнЦИЕНтЫ НЕРаВНОМЕРНОСтИ в функции времени хода для некоторых типов машин. Удобно среднюю скорость механизма или машины и коэффициент неравномерности движения выражать через углы поворота Таблица 5 Коаффнцненты неравно- мерности двнженнн Тннн кашне 1/5 в 1/30 1/5 в 1/50 1/20 — 1/50 1/10 — 1/50 1/50 — 1(100 1/20 — 1/150 1(80 — !/! 00 1(50 — 1/100 1/! 00 — 1/200 1/200 — 1/300 !/200 и меньше 1/200 и меньше Насосы Сельскохозяйственные машины Металлообрабатывающие станки Ткацкие, полиграфические, мукомольные машины Бумагопрядильные машины Судовые двигатели Двигатели внутреннего сгорания Компрессоры Электрические генераторы постоянного тока Электрические генераторы переменного тока Авиационные двигатели Турбогенераторы и угловые скорости начального звена.
Тогда по аналогии с равенствами (19.1) †(19.3) будем иметь для действительной средней УГЛОВОЙ СКОРОСТИ (Шср) ВЫРажЕНИЕ (Шс )д= — е ф Р (19.4) 375 Гл. !в. неРАВнОмеРнОсть ДВижениЯ мехАнизмОВ и мАшин Ф йз. сРедняя скОРОсть мАшины н для коэффициента неравномерности движения выражение сомах — етм1п втор Коэффициент неравномерности движения характеризует только перепад угловой скорости начального звена в пределах от о) „ дой) „, но не характеризует динамики движения этого звена (19.6) е Х Рнс.
)й.т. Графики зависимости угловой скоростн от угла повоуота: а) с плавнмм ° б) менее плавнмм намененнем угловой скорости внутри одного полного цикла периода установившегося движения. Так, на рис. 19.2, а и б показаны два графика зависимости й) = = й) (тр), у которых о)мак и й)ппп равны, но угловые ускорения а для рис. 19.2, б значительно больше, чем для рис. 19.2, а. Динамические характеристики механизмов с этими значениями а различны.
Сравнительная оценка динамических свойств механизма или машины в период установившегося движения может быть охарактеризована коэффициентом динамичности К, в качестве которого берут отношение экстремального (наибольшего) значения углового ускорения а„) к квадрату средней угловой СКОРОСТИ б)тв: век) Помножим числитель и знаменатель выражения (19.7) на среднее значение приведенного момента инерции l,,р. Тогда получим (19.8) и, таким образом, коэффициент динамичности механизма равен отношению экстремального момента Мено приложенного к начальному звену, к удвоенной величине средней кинетической энергии Тсв механизма. Коэффицбиент динамичности К режима движения механизма, показанного на рис.
!9.2, б, больше, чем для механизма, режим (19.7) для средней арифметической угловой скорости выражение отмах + сом!п (19.5) ~оР 2 движения которого показан на рис. 19.2, а, при одной и той же величине приведенного момента инерции У,,р. 2'. Если для всего времени движения механизма построена диаграмма Т = Т (Г',) (см. 3 74), то определение величины 6 во время установившегося движения не представляет трудностей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
