8.2 Қосиінді-бұлғақты механизмнің динамикасы

 

Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің бө лшектеріне жұ мыс кезінде сырттан неше тү рлі кү штер ә сер етеді. Олардың негізгілеріне газ қ ысымының кү ші, айнымалы қ озғ алыстың ә серінен инерция кү штері, ө зара қ озғ алысқ а келетін бө лшектердің аралығ ындағ ы ү йкеліс кү штері жә не т. с. с. жатады.

Газ қ ысымының кү ші. Бұ л кү ш цилиндр ішіндегі қ оршағ ан бө лшектердің барлығ ына олардың аудандарына сә йкес таралады. Ал сол бө лшектердің ішіндегі тү скен кү штен козғ ала алатын піспек қ ана, ал басқ алары кү ш тү скенімен қ озғ алыс жасай алмайды. Сондық танда бізге қ ажетті кү шке осы піспекке тү сетін кү ш қ ана жатады. Ол кү штің мө лшері газ қ ысымы мен піспектің ауданына байланысты. Жалпы жағ дайда піспекке тү сетін газ кысымының кү шін мына формулламен анық тауга болады:

                                              Р_г =F_пр_і,                           (118)

мұ ндағ ы: Р_г – піспекке тү сетін газ кү ші; F_п – піспектің ауданы; р_і – цилиндр ішіндегі газдың индикаторлық қ ысымы.

Инерция кү ші. Инерция кү ші қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизм бө лшектерінің қ озғ алыс сипатына, атап айтқ анда ү деудің сипатына тә уелді болады. Ал бұ л механизмдегі бө лшектерде екі тү рлі ү деу пайда болады: оның біріншісі тү зу сызық ты қ озғ алыстын, ал екіншісі айналмалы қ озғ алыстардың ү деулері. Осыларғ а сә йкес бө лшектердегі инерция кү штері де осы екі қ озғ алыстың тү рлеріне байланысты тү зу сызық ты қ озғ алатын жә не айналатын бө лшектердің инерция кү штері болып бө лінеді. Бірақ бұ л кү штер ө здігінен жеке тү рде ә сер ете алмайды. Себебі онымен жалғ аскан бө лшектердің инерция кү штері ә сер етеді.

Инерция кү штерін анық тау ү шін курделі қ озғ алыс жасайтын бө лшектер массасын, яғ ни бұ лғ ақ тың массасын шартты тү рде шоғ ырланғ ан екі тү рлі массағ а бө леміз (14 сурет): оның біріншісі бұ лғ ақ тың жоғ арғ ы піспекпен жалғ асқ ан жеріне шоғ ырланғ ан m₁массасы, ал екіншісі иінді біліктің мойнында жалғ аскан бұ лғ ақ тың тө менгі басында шоғ ырланғ ан массасы (m₂). Сонда 14 суретте кө рсетілгендей, тү зу сызық ты қ озғ алатын піспектің массасына (m_п) бұ лғ ақ тың жоғ арғ ы басының массасы (m₁) қ осылады, ал иінді біліктің мойнында бұ лғ ақ тың тө менгі басының шоғ ырланғ ан массасымен (m₂) қ оса иінді біліктің тең герілмеген массасы (m_{и. б.} ) болады. Енді массалар белгілі болса, инерция кү штерін анық тауғ а болады. Ол ү шін тек шоғ ырланғ ан массаның мө лшерін анық тау қ ажет. Ә детте бұ л массаны жү ық тап қ абылдайды, яғ ни m₁ = 0, 275 m_б, ал m₂ = 0, 725 m_б.

Тү зу сызық ты қ озғ алатын массалардың инерция кү штері сол массалар мен ү деудің кө бейтіндісіне тең болады, яғ ни

                                       P_j = -(m_n+m₁)j_n.                     (119)

Мұ ндағ ы массалардың сан мә ндерін арнаулы аныктамалық ә дебиеттерден табамыз, ал ү деудің мә ндерін жоғ арыда қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің кинематикасын қ арағ анда анық талғ ан. Енді сол ү деудің мә нін орнына қ оятын болсақ, онда:

                       P_j = - (m_п+ m₁) r ω (cosφ +λ cos2φ ).                                 (120)

Айнала козғ алатын массалардың инерция кү штерін механикада белгілі ортадан тебетін кү штің формулласымен анық таймыз, ө йткені бұ л кү ш иінді білік иінінің радиусымен сыртқ а қ арай бағ ытталады. Сонда:

                                    Р_ц=(m_{и. б.} +m₂)·r·ω,                                               (121)

мұ ндағ ы m_{и. б.} – иінді біліктің тең естірілмеген массасы, оғ ан иін жактауының бұ лғ ақ тың тө менгі басының маң ындағ ы массасы мен сол жақ таудың иінді біліктің орталық мойны мен иін мойнының аралығ ындағ ы массалары жатады.

Айнала қ озғ алатын массалардың инерция кү ші піспекке ә сер етпегендіктен қ озғ алтқ ыштың негізгі қ уат алатын жү мыстарына да ә сері болмайды. Мү ны тек қ озғ алтқ ыштағ ы кү штерді тең дестіру кезінде есепке аламыз. Себебі бұ л кү штің мә ні қ озғ алтқ ыш орныкты жү мыс істеген кезде тү рақ ты болады деседе болады. Ө йткені оны анық тайтын шамалар (m_{и. б}, m₂, r, ω ) ол кезде тұ рақ ты болады.

Қ осынды кү ш. Қ осынды кү ш деп піспекке ә сер ететін газ қ ысымынын кү ші мен тү зу сызық ты қ озғ алатын қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизм бө лшектерінің инерция кү штерінің косындысын айтады. Себебі бұ л қ осынды кү ш аркылы қ озғ алтқ ыштың сыртқ а шығ атын кө рсеткіштерін, яғ ни эксплуатациялык кө рсеткіштерін анық тайды. Олай болса бұ л қ осынды кү ш (Р_Σ ) мына формуламен анық талуғ а тиіс

                                         Ρ _Σ = P_г + P_j.                                               (122)

Иінді білік мойнына тү сетін кү штер. Иінді білік мойнына жоғ арыда айтылғ ан айналмалы қ озғ алыстан пайда болғ ан инерция кү шінен басқ а піспекке тү скен кү штерде ә сер етеді. Сол піспектен келген кү штің ә серінен иінді білік айналмалы қ озғ алысқ а келіп, сырттан тү сетін кедергі кү шті жең іп, жұ мыс істеп береді. Сондық тан, алдымен піспектен келген кү шті анық таймыз.

Піспекке тү скен қ осынды кү ш (Р_Σ ) бұ лғ ақ тың жұ мыс жағ дайындағ ы калпына қ арай екі кү шке жіктеледі (15a сурет). Оның бірі (Р_б) бұ лғ ақ тың бойымен, ал екіншісі (Ν ) цилиндр керегесіне тік бағ ытта бағ ытталғ ан. Ол кү штердің шамалары бұ лғ ақ тың цилиндр ө сінен алшақ тау бұ рышына (β ) тә уелді ө згереді. Олай болса олардың мә ндерін мына формуламен анық тауғ а болады:

                                           Р_б =P_Σ /cos β ;                                                 (123)

                                           N = P_Σ tg/ β .                                             (124)

Осы қ осынды кү штің цилиндр бетіне тік бағ ытталғ ан қ ұ раушысы (N) ол піспекті цилиндр бетіне итереді де ол екеуінің аралығ ындағ ы ү йкеліс кү шін тудыруғ а себепші болады. Сондық тан бұ л кү штің мә ндері бойынша піспек пен цилиндрдің тиісті беріктік есептеулері жү ргізіледі. Ал бұ лғ ақ тың бойымен бағ ытталғ ан кү ш (Р_б) оның тө менгі мойнымен жалғ асқ ан иінді біліктің бұ лғ ақ тық мойнына ә сер етеді.

Бұ лғ ақ тың бойымен бағ ытталғ ан кү ште (Р_б) иінді біліктің бұ лғ ақ тык мойнында екіге жіктеледі. Оның біріншісі иінді біліктің айналыс шең берінің радиусымен бағ ытталғ ан. Оны (R) радиалдык кү ш деп атайды. Ал екіншісі айналыс шең беріне жанама бойымен бағ ытталғ ан. Оны (Т) тангенциалдық кү ш деп атайды. Олардың мә ндері мына формуллалармен анық талады:

                                   T = P sin(φ + β )/cos β;                                     (125)

                                 R = Pcos(φ + β )/cos β.                                    (126)

    

            а)                                        б)                                 в)

а – піспек пен бұ лғ ақ тың ә серлесу кезіндегі кү штері; б – иінді біліктің тірегіне тү сетін кү штер; в – қ озғ алтқ ыштың қ орабына тү сетін кү штер.

15 сурет – Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмге ә сер ететін кү штер сү лбесі

 

Тангенциалдық кү шті (Т) иінді біліктің айналыс орталығ ына (О-нү ктесіне) кө шіріп, оның қ арама-қ арсы екі қ ұ раушысын анық таймыз. Сондағ ы Т΄ – қ ұ раушысы Τ – кү шімен бір қ осақ жасайды да иінді білікті айналдыратын момент тудырады. Оны қ озғ алтқ ыштың айналдырушы моменті (Μ _а) деп атайды. Ал екінші қ ұ раушысын (Τ '') радиалдық кү шке (R) геометриялык тә сілмен қ оссақ, шамасы бұ лғ ақ бойымен бағ ытталғ ан кү шке (Р_б) тең, Р_б кү шін аламыз. Енді сол кү шті цилиндр ө сінің жә не оғ ан тік бағ ыттарда екі қ ұ раушығ а жіктеп, цилиндр ө сімен бағ ытталғ ан, шамасы қ осынды кү шпен бірдей Р' – кү ші мен цилиндр ө сіне тік бағ ытталғ ан, шамасы піспектің цилиндр керегесіне тү сіретін (Ν ) кү шіне тең Ν ' – кү шін аламыз.

N жә не N' – кү штері иіні Η – ашық тығ ы болатын момент қ ұ райды (15б сурет). Бұ л моменттің шамасы айналдыру моментіне (Μ _а) тең болады да бағ ыты оғ ан қ арама-қ арсы болады. Сондық танда оны реактивтік момент деп атайды. Бұ л момент қ озғ алтқ ыштың тірегі арқ ылы машинаның рамасына тү седі.

Цилиндр ө сімен бағ ытталғ ан Р' – кү ші қ озғ алтқ ыш қ орабына ә сер етеді. Бірақ оның біраз бө лігі газ қ ысымының цилиндр басына тү скен кү шпен тең еседі. Солай болса оның қ ұ рамындағ ы ілгері-кейінді тү зу сызық ты қ озғ алатын бө лшектердің, жоғ арыда анық талғ ан, инерция кү ші (P_j) ғ ана тең еспей қ алады.

Тең еспей қ алғ ан инерция кү шін ә детте екіге бө ліп қ арайды, яғ ни

                                               P_j⁼P_jI⁺P_jII,                                            (127)

мұ ндағ ы P_jқ - бірінші реттегі, ал Р_{jқ қ} - екінші реттегі инерция кү штері деп аталады. Олардың мә ндері, жоғ арыда инерция кү штерін анық тағ андағ ыдай,

                                  P_jI = (m_n+ m₁]) ω ² rcosφ;                                      (128)

                              P_jII= (m_п+m₁) ω ² rλ cos2φ.                               (129)

Бұ л бірінші жә не екінші реттегі инерция кү штері цилиндр ө сінің бойымен бағ ытталғ ан. Оның ү стіне олардың бағ ыттары да ә ртү рлі болуы мү мкін.

 

Ұ сынатын ә дебиеттер: 3 [182 – 184, 202 – 208, ]; 8 [129 – 145]; 12 [104 –112, 130 – 132].

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: