Frol_126-262 (1074091), страница 7
Текст из файла (страница 7)
уравнение (5.28)1; приведение масс; построение диаграммы Ув(ср) (см. ф 5.4); гк у' и Рве. 5.22 — определенве кинетической энергии Тн цо формуле Тн — = Уноээе и переход х диаграмме Тв Ь); построение диаграммы еинстичссеой энсргии Тт(чэ) по уравне нню (5.56) (без выявления положения сдвинутой оси абсцисс) и определение ЛТ1„;, — подсчет лэ по уравнению (5.53) н определение момента инерции маховика. В таком же порядке нуяою вести расчет и численным способом с применением ЭВМ. На рис.
5.22 изображены графики, вьшолненные для расчета маховика по методу Мерцалова для машинной установки, составленной из ДВС и электрогенератора (см. рис. 5.6, а). Механические характеристики, необходимые для расчета, заданы в функции перемещения (см. рис. 5.3, 5.4, 6), поскольку вал генератора вращастсв практически равномерно. Начальным звеном назначим холенчатый вал ДВС вЂ” звено 1. Рассмотрим особенности расчета.
Сначала надо сделать приведение (см. $ 5.3) дввжущей силы Г, (см. рис. 5.3) и для одного полного цикла получить зависимость М,(тр)е. Тах хая маховвк может выполнить свое основное вазначе- еПрв нссэедоаанвв установввшетосв релшма начало павла монет быть выбраао а любом полоневвн начального элена; выберем в качестве начальаото саулевако1 поло.канна то, э котором поршень 3 эавнмает крайнюю праауэо поэвьано (см.
рнс. э ", „ э.З;. 159 ние только в условиях установившегося режима, то прн его расчете непременно должно быль соблюдено основное энергепшческае уравнение (5.48): А,=1А.1 Это уравнение обусловливает обязательное соотношение между работами движущих сил и сил сопротивления, а именно: 1 М дгр,= 1' 1Щйгр,. Отсюда, учитывая, что о о г М,=М,г /гв=сопвГ, получим 1М,~= — ~ М~(ср) бган. о Подсчитав 1Щ, нУпзго опРеделпть Мх — — М +М. (Рис.
5.22, а). Признаком установившегося режима на рпс. 5.22, а является то, что площадки нпд осью абсцисс и под ней равновевики, а ва рис. 5 22, б — то, что ордината крвпой ХА в конце цикла равна нулю. Так как механизм во взятом примере (см. рис. 5.6, а) такой же, как и рассмотренный в $ 5.4, то, используа формулы (5.22) — (5.25), заключаем, что в состав группы 1 входят звенья 1 и 4, а в состав группы П вЂ” звенья 2 и 3 (см. начало параграфа). График приведенного момента инерции Уп — — в2в+У7 представлен на рис. 5.22, в.
,г Кинетическая энергия Тп оп11еделяется уравнением Тп= — г . з Пока задача динамического синтеза не завершена, точное текугпке значение м еще не известно. Но вследствие малости коэффициента нерашюмерности справедливо приблвжевное равенство ююе1 (см. вв $ 5.9). Поэтому можно принять Тпж — Уп. Так как м~/2=сопв1, то 2 график Уп(9ч) предстаапяет собой одновременно и график Та~у~, но вьшолневвый в другом масштабе (рис. 5.22, в); соотношение между масштабами таково:,иш — — 2д~аэзв. Таким образом, метод Мерцалова не является, строго говоря, точным, но вследствие малости ошибки вполне пригоден для практических расчетов.
Поскольку Тп подсчитано не вполне точно, график Т,(у) (рис. 5.22, 6 и 5.22, г), а вместе с ним и наибольший перепад ЬТ„в кинетической энергии (рис. 522, г) содержат некоторую ошибку. При Я) 0,10 можно сделать уточнение величины ЬТпв по формуле, предложенной Д. М. Лукичепым: ЛУ~~ — — ЛТ~,в — Я(Тп„+Тп,) (см, Лукичев Д. М.
Расчет маховика ма1пнпы// Вопросы теории механизмов и машин, 1953. М 23). В этой формуле Тп„н Тп, — значения кинетической энергии Тп в тех положениях л и 9 механизма, в которых кинетическая энергия Т, проходит свои крайние экстремумы; в уравнение (5.53) следует подставить Ьу;в~. Определив ЬТьв, по уравнению (5.53) динамического синтеза при установившемся режиме подсчитываем 4ь а затем У . Во многих 1бп случаях момент инерции маховика Х преобладает ыад ос- Ра а тальнымн моментами инерции 1 группы звеньев.
Поэтому всякые изменения кинетической энергии Т5 происходят прежде тиатл всего за счет изменений кинети- . ач ~Ь йю Ри ческой энергии маховика. Хх Рассмотрим роль маховика. Р йз йео В процессе расширения газов У (см. рнс. 5.3) ДВС вырабатыва- Рис. 5.23 ет энергии больше, чем потребляет генератор. Избыток ее идет на увеличение Т, (участок ЖД на рнс. 5.22, г), т.
е. прежде всего на увеличение кинетической энергии маховика. Во время процесса сжатия газов ДВС сам потребляет энергию ыа совершеные работы сжатия. Генератор в это время также продолжает забирать энергию с вала ДВС. Оба эти расхода энергии возмещаются за счет умеыьшения Т, (участок ДХ ыа рыс. 5,22, г), т. е. в основном за счет уменьшения кинетической энергии маховика. Таким образом, маховик тло накаллаваегл кинетическую энергыю, когда работа двигателя оказывается в избытке, то оин)ает часть ее. Чем больше 1 (а следовательно, и Ц, тем выше аккумулирующая способность маховика, тем меньше будут колебания го, при колебавиях потока энергии, тем равномернее будет вращаться вал машиыы, что видно из уравыеыыя (5.53), решенного относительно Б: ат,, д= (5.57) в~ У~ Аккумулирующая способность маховика используется не только для обеспечения допустимой неравномерносты хода машин.
Так, в автомашинах маховик содействует троганию автомобиля с места. Маховики непременно применяются в машинах ударного действия — молотах, прокатных станах и др.,— помогая электродвыгателю во время удара. В настоящее время разрабатыватотся проекты транспортных машин, в которых маховик — мехаыический аккумулятор — должен использоваться как экологически чистый и автономный источник энергии. Выше было изложено решение задачи динамического синтеза, состоящей в определенны момеыта инерции маховика т, обеспечивающего требуемое условие движения, заданное коэффициентом неравномерности [о]. Теперь решим обратную задачу — задачу динамического анализа. Пры установившемся режиме ызвестны все характеристики механизма, в том числе н У„„требуется определить 1б1 закон движения, а затем ы фактическое зыачеыые Ь Решеыые этой задачы также основано ыа применения диаграммы Т, (д), которая строытся по методу Мерцалова (рыс.
5.22). Проведем через ыачальную точку О" кривой Т, (ърД ось (показана на рис. 5.22, г штрихами). Относительно этой ыовой осы кривая ызобразыт изменение кыыетыческой энергии ЬТь которое выражает- ся так: у„ъ Г 2 >+ Ьтъ=ть — тъ = — =ъъ — (Оъ — аъ ).. 2 2 2 Так как неравномерность вращеыыя начального звеыа заведомо мала, то можно приближенно приыъпь (ш+съ,)/2жш . Тогда, обозыачыв ш — ш,= Ьсъ, получнм Ь тъ =3ъ ШЬъл.
Но .ъъго, =сопз1. Следовательно, пры установившемся движении с малым значением коэффициента веравномерыоспь д нзменеыне квнетыческой энергыы ЬТ, приблнзительно пропорционально взменению Ьсъ угловой скорости начального звена. Поэтому кривая на рыс. 522, г одновременно ызображаег как Ьтъ(ъ1ъ), так ы Ьоъ(д), но в разных масштабах; соотношение между масштабами таково: д =дп.ъъоь .
График Ьсъ(ъьъ) ызображен на рнс. 5.23. Коэффициент неравномерности Б определяют по формуле — ь д= М:у ЪОср Угловое ускорение е начальъюго звена пры установившемся движения поДсчитывают по УРавыеныю (5.33), в котоРом Ух — — 4ъ+.ъв. зъъачения Мх ы .ъя берут с соответствующих диаграмм (рыс. 5.22, а, в); ъЪ,Гг ъ1 Ъл оъ- оъ . Производную — = — определяют графическим ылн чысленлд ав ным диффеРенциРованием фУшшны .ъа (ъР) (посколькУ ъъ = сопз1) так, агв как указано в Э 5.5. В величинах Мг и — нужно учитывать знак. ЪЪЪЪЪ Угловое ускореыые начального звена можно также выразить следующим образом: 162 ««««««1«««««««««««« «1««1««««««В«р Тогда в определяют по диаграмме о«(«р) (рис.
5.23), применяя графическое нли численное днффереыцирование. 1 е11. динАмический АнАлиз и си1ггез с ъ'чегом влияния скоеости нА дейстыъющие силы Для динамического анализа и синтеза, сделанного в З 5.10 по методу Мерцалова, характерен ыеучег влияния скорости на действующие силы и моменты. Так, в примере проектирования маховика для ДВС (см. э 5.10) момент сопротивления электрогенератора был задан в виде характеристикы М («р) (см. рнс.
5.4, б), а не характернстыки М „(ш) (см. рис. 5.2)..Гакой же неучет влияния скорости свойствен и некоторым другим методам динамического синтеза (например, методам Артоболевского, Виттенбауэра 11, 2]). Пренебрежение влиянием скорости на сылы и моменты допустимо по той причине, что скорость ыачального звена вследствие малой неравномерности его вращения отклоняется от своего среднего значения в большинстве случаев ые более чем на +2% (см.
З 5.9). Поэтому изменения сил в моментов, приложенных к начальному звену и зависяппгх от скорости, также будут неболыпимн и ими можно пренебречь. Однако существуют машины, в которых влияные скорости на силы и моменты выражено очень резко. К вим относатся, например, асинхронные и пп«нтовые двигатели, шщучившие наиболее широкое распространение в промышленном электроприводе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
