Lektsia_15 (836215)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 15Основы виброзащитыВибрация – это механические колебания узлов и деталей машин.Виброзащита – это совокупность средств и методов, уменьшающихвредное воздействие вибраций.Вредные воздействия вибраций1. Вибрацииувеличиваютдинамическиенагрузкивэлементахконструкций, снижая усталостную прочность деталей.2. Вибрации в технологическом оборудовании приводят к снижениюточности и чистоты обработки деталей.3. Вибрации нарушают законы движения машин, что может вызватьотказы в системах управления.4. Вибрации оказывают вредное воздействие на человека.При постановке задач виброзащиты выделяют две подсистемы.1.Источник колебаний(и) – подсистема, в которой происходятпроцессы, вызывающие колебания.2.Объект виброзащиты (о) – подсистема, в которой требуетсяуменьшить колебания.Факторы, влияющие на виброактивность конструкций1.

Трение в кинематических парах.2. Циклическое движение отдельных тел.3. Резонансные явления.Методы виброзащиты1. Снижение виброактивности источника.Виброактивностьобусловленадвумяфакторами:трениемвкинематических парах и движением отдельных тел.В первой случае виброактивность уменьшают изменением свойствтрущихся поверхностей.

Например, в упругих системах в поступательнойкинематической паре возникают фрикционные автоколебания, уменьшениекоторых может быть достигнуто за счет изменения коэффициентов тренияпокоя и скольжения.Во втором случае виброактивность уменьшают уравновешиваниемрычажных механизмов и балансировкой роторов.2. Изменение конструкции объекта.Уменьшение вибрации достигается таким изменением конструкцииобъекта, при котором колебания происходят с частотой далекой отрезонансной частоты.3. Динамическое гашение колебаний.Этот метод состоит в присоединение к объекту дополнительныхустройств с целью изменения его виброактивного состояния. Такие системыназывают динамическими гасителями колебаний.4. Виброизоляция.Виброизоляция заключается в установке между объектом виброзащитыи источником колебаний дополнительной системы, уменьшающей вибрации.Эти дополнительные устройства называют – виброизоляторами.

Например,резиновыевиброопоры,антивибрационныековрики,пружинныевиброопоры, которые используют для гашения колебаний стиральныхмашин, насосов, компрессоров и др. оборудования.Уравновешивание рычажных механизмовПри работе рычажного механизма главный вектор и главный моментсил, действующих на стойку, изменяются периодически. Колебания этихвекторов вызывают нежелательные вибрации, которые передаются нафундамент и могут привести к его разрушению. Кроме того, вибрацииоказываютвредноевоздействиеначеловека,рабочийпроцесстехнологической машины, детали других механизмов машинного агрегата.Уравнения кинетостатики для всего механизма записывают следующимобразом:F e  R  Ф  0,(8.1)M Oe  M OR  M O(  )  0,eeгде F , M O – главный вектор и главный момент всех внешних сил,действующих на механизм (за исключением сил со стороны фундамента);R, M OR – главный вектор и главный момент сил давления фундамента настойку; Ф   Фi – главный вектор сил инерции всех звеньев механизма; M O(  )   M O i  M iS(  ) – главный момент сил инерции всех звеньевмеханизма относительно центра приведения т.

O.Механизм называют уравновешенным, если главный вектор и главныймомент сил давления стойки на фундамент остаются постоянными призаданном движении ведущих звеньевR   R  const ,M O R  M OR  const .(8.2)Из выражений (8.1) и (8.2) следует, что механизм будет уравновешен,если уравновешены все внешние силы и силы инерцииF e  Ф  const ,(8.3)M Oe  M O(  )  const.Внешние силы обычно уравновешивают с помощью дополнительныхмасс и упругих элементов, а силы инерции – с помощью противовесов(корректирующих масс).Удовлетворить условиям (8.3) путем введения дополнительных внешнихсил удаются в очень редких случаях. Однако удается уменьшить переменныесоставляющие главного вектораR и главного моментаM O Rсил,действующих на фундамент.

Часто ограничиваются уравновешиваниемтолько сил инерции, которое называют уравновешиванием масс механизма.Механизм называют динамически уравновешенным, если главный вектори главный момент сил инерции всех звеньев механизма равны нулю:Ф  0 ,M O(  )  0 .(8.4)Механизм называется статически уравновешенным, если главныйвектор сил инерции всех звеньев механизма равен нулю:Ф  0 .(8.4)Под динамическим уравновешиванием механизма понимают процессопределения главного вектора   и главного момента M O(  ) сил инерциимеханизма и их уменьшение различными способами.Под статическим уравновешиванием механизма понимают процессопределения главного вектора сил инерции механизма   и его уменьшениеразличными способами.Динамическоеуравновешиваниерычажныхмеханизмовявляетсятрудоёмкой задачей. Поэтому в большинстве случаев ограничиваютсястатическим уравновешиванием.Утверждение.Длястатическойуравновешенностимеханизманеобходимоидостаточно, чтобы его центр масс располагался в неподвижной точке.Доказательство.◄ Достаточность.

Путь ускорение центра масс механизма aS  0 . ТогдапотеоремеодвижениицентрамасссистемыФ  M  aS  0 .Следовательно, механизм статически уравновешен.Необходимость. Пусть Ф  M  aS  0 . Следовательно, ускорениецентра масс механизма aS  0 , а скорость – vS  const . Если механизмрасположен на неподвижном фундаменте, то vS  const  0 . Следовательно,центр масс механизма расположен в неподвижной точке ( rS  const ). ►Методы статического уравновешивания1. Использование рациональной конструкции, в которой главный векторсил инерции всего механизма равен нулю.

Примером такого механизмаявляется оппозитной двигатель внутреннего сгорания. Он состоит изнесколькихпаркривошипно-ползунныхмеханизмовсодинаковымиразмерами и массами и углом развала между рядами цилиндров 180о. Причемдва кривошипно-ползунных механизма в паре расположены симметричноотносительно центра вращения кривошипа (рис. 8.1). В этом случае главныевекторы сил инерции соответствующих звеньев в паре механизмов равны ипротивоположно направлены:  4   2 , 5  3 . Потому главный векторсил инерции всего механизма равен нулю   n  2   4  3  5  0 ,где n – количество пар цилиндров.Следовательно, оппозитный двигатель статически уравновешен.Рис. 8.1.

Структурная схема оппозитного двигателяНеобходимоотметить,чтомоментнойуравновешенностьюэтотмеханизм не обладаетM o( )  n M 2( S )  M 4( S )  M O ( 2 )  M O ( 4 )  0 .2. Установкакорректирующихмасс(противовесов)назвеньяхмеханизма.3. Размещение корректирующих масс на дополнительных звеньях.Обычно к механизму подсоединяются зубчатые колеса с определенноподобранными массами. Каждое колесо гасит колебания определеннойчастоты.Метод замещающих массМетодзамещающихмасспозволяетпровестистатическоеуравновешивание рычажных механизмов.

Он заключается в установке назвенья механизма противовесов (корректирующих масс) таким образом,чтобы общий центр масс всего механизма оказался расположенным внеподвижной точке.В рассматриваемом методе выполняют следующие преобразования, неизменяющие положение центра масс механизма.1. Каждоезвеносраспределенноймассойзаменяютдвумясосредоточенным (замещающими) массами, которые обычно размещают вкинематических парах. При такой замене должна остаться неизменной массазвена и сохраниться положение его центра масс (рис. 8.2)miA  miB  mi ,(8.5)miAl ASi  miBlBSi .Решая совместно уравнения (8.5), получимmiA  milBSil AB, miB  mil ASil AB.(8.6)Рис.

8.2 Замена распределенной массы звена двумясосредоточенными массами2. Несколько сосредоточенных масс заменяют одной сосредоточенноймассой, расположенной в их центре масс.Статическое уравновешивание кривошипно-ползунногомеханизмаДано:lOA , l AB , lOS1 , l AS2 , m1, m2 , m3 ,lOK , l AN .Определить: mк1, mк2 .Рис. 8.3 Кривошипно-ползунныймеханизмРешение.Кривошипно-ползунный механизм статически уравновешивают двумяпротивовесами, которые устанавливают на кривошип 1 и шатун 2 (рис. 8.3).Расстояния l AN и lOK задают из конструктивных соображений.Заменим распределенную массу кривошипа 1 двумя сосредоточеннымимассами, расположенными в точках О и А. Замещающие массы m1O , m1 Aвычислим по формулам (8.6)m1O  m1l AS1lOA, m1 A  m1lOS1lOA.(8.7)Заменим распределенную массу шатуна 2 двумя сосредоточенными,расположенными в точках A и B.

Замещающие массы m2 A , m2 B определимпо формулам (8.6)m2 A  m2lBS2l AB, m2 B  m2l AS2l AB.(8.8)В результате проведенных преобразований получим механизм, вкотором все массы сосредоточены в точках O, A, B (рис. 8.4). В точке Oрасположена замещающая масса mO  m1O , в точке A – масса mA  m1 A  m2 A ,в точке B – масса mB  m2 B  m3 .Рис.

8.4. Преобразованный методом замещающихмасс кривошипно-ползунный механизмОпределим массу второго противовеса mк2 из условия расположенияцентра масс mB , mA , mк2 в точке Amк2  l AN  mB  l AB  mк2  mBЗаменимсосредоточенныемассыl AB.l ANmB , mA , mк2одноймассойmA  mB  mA  mк1 , расположенной в их центре масс т. A (рис. 8.5).Рис. 8.5Определим массу первого противовеса из условия расположения центрамасс mO , m*A , mк1 (всего механизма) в неподвижной точке O (рис. 8.5)mк1  lOK  m  lOA*AmA  lOA mк1 .lOKПосле установки двух противовесов общий центр масс механизма будетрасположен в неподвижной точке О. Следовательно, механизм статическиуравновешен.Частичное статическое уравновешивание кривошипноползунного механизма, при котором допускается движениецентра масс механизма вдоль направляющей ползунаПри полном статическом уравновешивании кривошипно-ползунногомеханизма один из противовесов устанавливают на шатуне, что может резкоувеличить габариты и вес механизма.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций