Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Динамическое исследование машинного агрегата




В курсовом проекте рассматриваются машинные агрегаты двух типов: рабочие машины (см. рис. 3.5, а) и машины-двигатели (см. рис. 3.5, б).

При работе машины происходят колебания угловой скорости кривошипного вала ω, вызванные переменностью приведенного момента Мп(φ) сил и приведенного момента инерции звеньев кривошипно-ползунного и некоторых вспомогательных механизмовJп (φ). Для учета влияния названных причин на закон движения вала кривошипа составляется упрощенная динамическая модель машинного агрегата в виде вращающегося звена приведения (рис. 3.6, а).

 

 

а)

                   
   
Передаточный механизм
 
Исполнительный механизм
 
     
 

 

 


ω

Мп
д

       
 
 
   
Вспомогательный механизм

 


б)

       
 
 
   
Вспомогательный механизм

 

 


Р и с. 3.5. Схемы машинных агрегатов

 

 

а) б)

Jп рыч
 
 
Jп д
JпМ
Jкр
Jп с

 


w1
j1
Мпс

Мп с  
Мп д

JпII=var
Jп I =const

 

Р и с. 3.6. Динамическая модель машинного агрегата

 

Звено приведения, в качестве которого обычно принимается кривошип, обладает приведенным моментом инерции Jп и находится под действием приведенного момента сил Мп , причем , М – приведенный момент движущих сил; М – приведенный момент сил сопротивления.

Приведенный момент инерции можно, в свою очередь, представить в виде суммы постоянной и переменной JпII составляющих. В величину входят моменты инерции вращающих узлов агрегата: собственный момент инерции кривошипа J , приведенные моменты инерции ротора электродвигателя Jп д, момент инерции добавочной массы (маховика) JпМ и передаточного механизма Jп.м. (рис. 3.6,б).Переменная составляющая JпII обусловлена рычажным механизмом, каждое звено которого имеет собственный переменный момент инерции, зависящий от положения механизма.

Основными задачами динамического исследования машинного агрегата на стадии установившегося движения являются:

- определение момента инерции дополнительной массы (маховика) JпМ, необходимой для обеспечения требуемой степени неравномерности вращения звена приведения в установившемся режиме, задаваемой коэффициентом неравномерности движения ;

- определение закономерности вращения ( ) звена приведения для любых положении механизма внутри периода установившегося движения.

Для решения этих задач воспользуемся приближенным методом проф. П.И. Мерцалова (см. лекц. №4).

Переменная составляющая приведенного момента инерции , кг /м2 находится из условия

JпII =m2[(x's2)2+(y' s2)2]+Js2 и221+m3 и231, (3.2)

где x's2, y's2, и21, и31 – аналоги линейных и угловых скоростей (передаточные функции); Js2 момент инерции звена 2 (шатуна) относительно оси, проходящей через центр масс, кг/ м2.

Производная приведенного момента инерции JпII по обобщенной координате имеет вид

, (3.3)

где x"s2, y"s2, и'21, и'31 – аналоги линейных и угловых ускорений.

Приведенный момент сил Мп определяется из условия равенства мгновенных мощностей. Так, для рабочей машины, если в качестве звена приведения принимается вал кривошипа, приведенный момент сил сопротивления Мп с, равен:

- для механизмов с горизонтальным движением ползуна:

Мпс ; (3.4)

- для механизмов с вертикальным движением ползуна:

Мпс . (3.5)

Сила полезного сопротивления для каждого из рассматриваемых положений механизма находится путем обработки механической характеристики. Приведенныймомент движущих сил Мпд для рабочих машин (по методу Мерцалова) в дальнейшем предполагается постоянным по величине Мпд=соnst и находится из условия равенства работ движущих сил и сил сопротивления за цикл установившегося движения. Для машин-двигателей по формулам (3.4) и (3.5) определяется Мпд, a Мпс=соnst.

Ниже приводится алгоритм решения для рабочей машины. Для машин-двигателей в формулах (3.6)-(3.10) необходимо поменять индекс «с» на «д» и наоборот.

Работа сил сопротивления за цикл установившегося движения :

Ас= , Дж. (3.6)

При М =const и с учетом того, что за цикл установившегося движения

, находим Мпд , (3.7)

причем, обычно радиан.

Далее для каждого рассматриваемого положения механизма i определяются следующие параметры:

- работа движущих сил, Дж:

Aдi=Mпд ; (3.8)

- приращение кинетической энергии машинного агрегата, Дж:

; (3.9)

- кинетическая энергия звеньев механизма с переменным приведенным моментом инерции, Дж:

Т , (3.10)

где – средняя угловая скорость кривошипа за цикл установившегося движения;

- изменение кинетической энергии звеньев машинного агрегата с постоянным приведенным моментом инерции, Дж:

. (3.11)

Далее определяются минимальное и максимальное значение из массива , а затем максимальное изменение кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции, Дж:

. (3.12)

Приведенный постоянный момент инерции звеньев машинного агрегата, необходимый для обеспечения требуемой неравномерности движения, кг м2:

. (3.13)

Дополнительное значение постоянной составляющей приведенного момента инерции, т.е. момент инерции маховика, в кг м2, определяется из выражения

= Jп 0 кг/м2, (3.14)

где Jп 0 – суммарный приведенный момент инерции всех вращающихся звеньев машинного агрегата (ротора двигателя, зубчатых колес передаточного механизма, вала кривошипа и т.д.).

В случае если Jп0 больше , маховик устанавливать нет необходимости.

Для определения истинного значения угловой скорости звена приведения вычисляются средние значения изменения кинетической энергии, Дж

, (3.15)

и среднее значение кинетической энергии звеньев с постоянным приведенным моментом инерции, Дж

. (3.16)

Для каждого положения механизма i вычисляется:

- кинетическая энергия, Дж:

; (3.17)

- w1 – угловая скорость звена приведения, с-i:

 

; (3.18)

 

- угловое ускорение звена привидения, с-2:

.(3.19)

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.