Структурный анализ и синтез рычажных механизмов. Кинематический анализ рычажных механизмов. Динамика машин с упругими звеньями, страница 42

Участок 2. Главный вал разгоняется т.к. MДПР + MJПР > MСПР. MJПР на этом участке является моментом движущим.

Участок 3. Главный вал резко тормозится т.к. началась технологическая операция и MСПР существенно больше всех остальных моментов.

Участок 4. Главный вал разгоняется т.к. из-за торможения в соответствии с механической характеристикой (см. рис. 7.4) возрос MДПР и стал больше чем MСПР. MJПР на этом участке существенного влияния на движение не оказывает.

Участок 5. Главный вал тормозится т.к. возрос MJПР, который на этом участке является моментом сопротивления.

Участок 6. Главный вал разгоняется т.к. во-первых MДПР > MСПР, а кроме того MJПР изменил знак и стал движущим.

Таким образом, колебания угловой скорости главного вала машины в данном случае вызываются  двумя  причинами:

1. В каждый данный момент времени, приведенный к главному валу момент сил движущих  не  равен  приведенному  моменту  сил  сопротивления.

2. Возникновением дополнительного динамического момента MJПР, вызванного переменностью  приведенного  момента  инерции.

7_6

В заключение отметим, что маховик часто не только играет роль выравнивателя скорости. Часто он позволяет уменьшить требуемую мощность двигателя, а, следовательно, и удешевить машину.

В рассмотренном только что примере механический пресс работает в циклическом режиме. Двигатель на каждом обороте главного вала должен восполнить энергию, затраченную на проведение технологической операции. Если бы не было маховика, то двигатель должен был бы восполнить энергию за время технологической операции, которая и производилась бы непосредственно моментом двигателя. При наличии маховика технологическая операция производится в большей степени за счет инерции маховика, а не только моментом двигателя. Двигатель же восполняет потерю энергии в течение всего оборота главного вала. Поэтому и требуется двигатель меньшей мощности. Более того, реальные прессы часто имеют циклом работы не один, несколько оборотов. На первом обороте цикла производится технологическая операция, а потом несколько оборотов идет восстановление скорости.

Глава  8

Динамика машин с упругими звеньями

В предыдущей главе при моделировании движения машины мы полагали, что звенья являются абсолютно жесткими. Однако, свойство упругости в той или иной степени присуще всем телам. Во многих случаях оно проявляется столь незначительно, что им можно пренебречь. В этих ситуациях можно полагать звенья абсолютно жесткими. Но много ситуаций и когда это не так. Наличие упругих звеньев вызывают возникновение колебательных процессов.

Колебания в машинах могут иметь как полезные, так и вредные свойства. В некоторых машинах колебания используются для выполнения технологических операций, как, например, в вибрационных транспортерах.

Но в других случаях колебания, обусловленные упругостью звеньев и наличием зазоров в кинематических парах, являются вредными, так как вносят искажения в работу машин и механизмов. Именно эти задачи будут рассмотрены в данной главе.

8.1. Постановка  задач.  Виды  моделей

8_1

Колебательные процессы в машинах могут быть обусловлены самыми различными причинами. Вспомним машинный агрегат, на примере которого рассматривались вопросы динамики в предыдущей главе (см. рис. 7.1). На рис. 7.6,б был показан результат моделирования движения главного вала без учета упругости звеньев. Вполне возможно, что если учесть их упругость, то результат окажется таким, как показано на рис. 8.1.

Дополняя то, что было сказано в конце предыдущей главы, можно сказать что, колебания угловой скорости главного вала машины даже в установившемся режиме работы  вызываются  не двумя, а как минимум  четырьмя  причинами:

1. В каждый данный момент времени, приведенный к главному валу момент сил движущих  не  равен  приведенному  моменту  сил  сопротивления.

2. Возникновением дополнительного динамического момента, вызванного переменностью  приведенного  момента  инерции.

3. Упругостью  звеньев.

4. Наличием  зазоров в  кинематических  парах.