NB 8.2. Формула динамики: Если угловая скорость непостоянна, то угловое ускорение не равно нулю, и появляется динамический момент, равный моменту сил инерции.
Для того, чтобы получить вращение главного вала машины с циклической неравномерностью, не превышающей требуемой величины, на главном валу закрепляют добавочную массу, называемую маховиком. Подбирая его момент инерции, обеспечивают вращение главного вала машины с заданным коэффициентом неравномерности d.
NB 8.3.
1. Для обеспечения вращения главного вала с неравномерностью, не превышающей заданную, на главном валу закрепляется маховик.
2. Коэффициенту неравномерности d задается приемлемо малая величина во избежание больших габаритов маховика.
Определение момента инерции маховика по заданной величине d в процессе проектирования машины составляет задачу динамического синтеза.
Графические методы позволяют в наглядной форме показать, как изменяются кинетическая энергия механизма и угловая скорость звена приведения при изменении положения звена приведения. Ниже рассматривается метод Н.И. Мерцалова, позволяющий рассчитать момент инерции маховика и определить зависимость угловой скорости от времени.
Для примера рассмотрен кривошипно-ползунный механизм компрессора (рис. 8.2). Давление в цилиндре определяют по индикаторной диаграмме, аналогичной изображенной на рис. 6.3. Практически во всех фазах рабочего цикла, кроме линии d-e-a, действуют силы сопротивления, направленные против движения поршня. Их величина зависит от положения ползуна. Силы сопротивления рассчитывают по формуле (6.3).
Рис. 8.2
Конструктивно кривошип 1, выбранный в качестве звена приведения, представляет собой коленчатый вал, получающий вращение от электродвигателя М через муфту МФ и зубчатую передачу z1/z2. Коленчатый вал снабжен противовесами ПР для его уравновешивания.
Из индикаторной диаграммы видно, что давления и соответственно силы сопротивления непрерывно изменяются. Также переменны силы инерции и момент сил инерции. Переменные силы способствуют колебанию угловой скорости кривошипа относительно среднего значения. Поставленный на коленчатый вал маховик МХ предназначен для вписывания колебаний угловой скорости в заданные пределы.
График нагружения компрессора полностью соответствует индикаторной диаграмме, которую показывают развернутой на полный оборот кривошипа (кривая 1 на рис. 8.3, а). Приведенный момент сил сопротивления определяют по формуле, аналогичной примеру 7.1, из равенства мощностей:
(8.6)
Рис. 8.3
Векторы скоростей находят из кинематического анализа, силовые параметры — из силового расчета. Значения Mпс определяют для 12 положений механизма и строят в масштабах mм и mj. Масштаб угла поворота в мм:
,
(8.7)
где 
—
отрезок в мм, изображающий на оси абсцисс полный оборот кривошипа; на листах
формата А2 обычно принимают 
мм.
Масштаб приведенного момента, мм/(Н∙м):
,
(8.8)
где Мпс max —
максимальная величина момента, Н∙м; 
— длина отрезка,
изображающего максимальный момент, мм.
Методами графического или численного интегрирования диаграммы Мпс = Мпс(j) строят диаграмму работ сил сопротивления Ас = Ас (j):
.
(8.9)
Метод графического интегрирования заключается в том, что диаграмму Мпс = Мпс(j) (кривую II) заменяют ступенчатой таким образом, чтобы на каждом участке (3–2, 2–1 и т.д.) криволинейная трапеция (криволинейный треугольник) заменялась равновеликим прямоугольником, образованным осью абсцисс, двумя вертикальными линиями границ участков и горизонтальной линией (четвертой стороной), проведенной параллельно оси абсцисс так, чтобы площадь отброшенной фигуры О равнялась площади добавленной фигуры Д (рис. 8.4).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.