- •Пояснительная записка
- •Структурный анализ механизма поршневого компрессора.
- •Классификация кинематических пар
- •Классификация звеньев
- •Кинематический анализ механизма движения поршневого компрессора.
- •Кинематический анализ поршневого компрессора Кинематический анализ аналитическим методом. Определение крайних (мёртвых) положений механизма.
- •Метод векторных замкнутых контуров
- •Динамический анализ машины
- •Определение параметров динамической машины
- •Приведённый момент инерции и его производная
- •2. Приведённый момент сил сопротивления
- •Определение приращения кинетической энергии механизма.
- •Определение момента инерции маховика
- •Определение закона движения начального звена и момента инерции маховика по диаграмме Виттенбауэра
- •Силовой анализ структурной группы 2-3
- •Силовой анализ элементарного механизма и определение уравновешивающего момента
- •4. Определение уравновешивающего момента рычагом Жуковского
- •Техническое задание
- •Введение
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
Определение параметров динамической машины
Для построения динамической модели исследуемого механизма в качестве звена приведения выбираем начальное звено 1, к которому приводим все силы (моменты), действующие на механизм и моменты инерции подвижных звеньев.
Приведённый момент инерции и его производная
Приведённый момент инерции определяется по формуле, которая имеет следующий вид:
где n – число подвижных звеньев, массы и моменты инерции которых заданы; - масса i-ого звена; - момент инерции i-ого звена относительно оси, проходящий через центр масс; - проекция на оси координат аналога скорости центра масса i-ого звена; - аналог угловой скорости i-ого звена.
Для рассматриваемого механизма формула примет вид:
Дифференцируя по обобщённой координате выражение, находим производную приведённого момента инерции:
Считаем значения для всех положений механизма. Полученные данные заносим в таблиц 1 Приложения 1 и по ним строим графики функций
2. Приведённый момент сил сопротивления
Приведенный момент сил сопротивления определяется по формуле, которая имеет следующий вид[3]:
(39)
где п- общее число подвижных звеньев; т ~ число сил F , действующих на i-e звено; Fjx, Fjv – проекции силы на соответствующие оси координат; , , - проекции на соответствующие оси координат аналога скорости точки приложения силы; q - число моментов М, действующих на i-e звено.
Для исследуемого компрессора формула (62) при рабочем и холостом ходе принимает вид:
(40)
В этой формуле F2Y - проекция на ось Y сил тяжести звена 2, которая равна:
; (H)
Сила действует при рабочем ходе ползуна. При перемещении поршня от начального положения до 2/ЗН (H); при перемещении поршня от 2/3H до H постоянна и равна: Fc = 3000(H).
Все остальные составляющие, входящие в формулу (40), соответственно равны нулю.
Вычисляем приведенный момент сил сопротивления для всех положений и записываем значения в таблицу 1; Приложение 1.
Определение приращения кинетической энергии механизма.
Построив динамическую модель исследуемого механизма, приступим к ее анализу. Анализ машины будем проводить с помощью графоаналитического метода Виттенбауэра. Для построения диаграммы Виттенбауэра необходимо знать законы изменения приведенного момента инерции Iп , который найден выше, и приращения кинетической энергии ΔT . Найдем закон изменения приращения кинетической энергии ΔT .
Сначала строим график функции . При построении графика координатную систему располагаем в начале рабочего хода исследуемого механизма (рис. 10; Приложение 3). Затем находим работу АС приведенного момента сил сопротивления . Работу АС определяем численным интегрированием функции . Численное интегрирование проводим, используя метод трапеции[3]:
(41)
Здесь j = 1,2,... - номер положения механизма, для которого вычисляется работа. В начальном (нулевом) положении Асо= 0. Значения углов подставляем в (44) в радианах.
Значения Ас, найденные по формуле (41), заносим в таблицу 1 и по ним строим график функции (рис. 10; Приложение 3).
В установившемся режиме работа Ас приведенного момента сил сопротивления за цикл равна работе приведенных движущих сил АПД. Считая, что привод развивает постоянный по величине приведенный момент движущих сил МПД, найдем его величину:
Строим график функции (рис. 11; Приложение 3) Работу Ад приведенного момента движущих сил вычисляем по формуле:
(42)
где i =1,2...- номер положения механизма, для которого определяется работа АД. В начальном (нулевом) положении АД = 0.
Рассчитанные по формуле (32) значения работы движущих сил АД заносим в таблицу 1 и по ним строим график функции (рис. 10; Приложение 3).
Находим закон изменения приращения кинетической энергии , для чего алгебраически складываем работы АД и АС:
(43)
где j = 0,1,2... - номер положения механизма. Результаты вычислений заносим в таблицу 1 и по ним строим график зависимости (рис. 10; Приложение 3).