5.1. Основне рівняння руху машини

Розглянемо, як з точки зору динаміки характеризуються, режими руху машини.

Оскільки в механізмах і машинах в’язі двосторонні і від часу не залежать, то для характеристики-руху машини можна скористатися законом зміни кінетичної - енергії матеріальної системи:

,

де - абсолютне значення роботи рушійних сил; - абсолютне значення робіт сил опору; - приріст кінетичної енергії меха­нізму за деякий проміжок часу t.

Як відомо, робота сил опору

,

де -робота сил корисного опору, для подолання яких побудована/призначена/машина; - робота сил шкідливого опору, які долає машина, хоч призначена вона для виконання іншої /корисної/ роботи; - робота сил ваги, в одному випадку /при підйомі ланок до гори/, вона негативна, як і робота шкідливого опору, а в іншому /при опу­сканні ланок донизу/ - позитивна. За цикл робота сил ваги дорівнює нулю.

Коротко основне рівняння руху машини можна сформулювати так:

Зміна кінетичної енергії дорівнює сумі робіт сил рушійних і опору.

Іноді це рівняння називають рівнянням у вигляді кінематичної енергії /стара назва - у вигляді живих сил/.

5.2. Зрівноважування обертових мас.

У сучасних машинах і приладах застосовується велика кількість ланок, що обертаються навколо власної осі. Це, наприклад, вали ма­шин і приладів, шпинделі верстатів, ротори електродвигунів, турбін, центрифуг, колінчасті вали, кулачки, ексцентрики та інші ланки.

Навіть тоді, коли ланка є геометричне правильним тілом обертан­ня /вал, шпиндель, ротор, барабан/, при роботі машини на великих швидкостях виникають значні динамічні навантаження на елементи кіне­матичних пар, зумовлені неоднорідністю та пористістю матеріалу ланки, неточністю виготовлення і складання вузлів, спрацювання елементів кінематичних пар. Ще більших значень досягають незрівноважені маси і сили в кінематичних парах при обертанні колінчастих валів, кулач­ків, ексцентриків, дисків з несиметрично розміщеними виступами чи отворами для кріплення інших деталей.

Незрівноважені маси з’являються і при виконанні технологічних процесів або при порушенні їх. Так, у деяких технологічних, металур­гійних, будівельних, текстильних, харчових та інших машинах дово­диться зрівноважувати ланки зі змінною масою. Це може бути барабан, з якого змотується або на який намотується дріт, трос, сталева, текстильна, паперова, ізоляційна стрічка. В інших машинах частота обертання - перевищує першу, другу та третю критичні /швидкість, тому ротори турбогенераторів електричних, авіаційних та інших машин ста­ють гнучкими і їх треба зрівноважувати в трьох і більше площинах корекції.

Зрівноважуванню обертових мас і балансуванню в техніці остан­нім часом надається велике значення у зв’язку зі зростанням швидкостей руху ланок машин. Це одна з особливостей технічного прогресу.

6.Тертя в кінематичних парах.

Останніми десятиліттями виділилась окрема галузь науки про тертя – триботехніка. Триботехніка - це наука про контактну взаємо­дію твердих тіл при їх відносному русі, яка охоплює весь комплекс питань про тертя, спрацювання і змащування машин. У триботехніці швидко розвиваються такі її розділи, як трибохімія, трибофізика і трибомеханіка. Дивний феномен природи - тертя! Воно подарувало люд­ству вогонь і тепло, можливість раптово зупинити потяг чи автомо­біль, прискорити в десятки тисяч разів хімічну реакцію, записати голос людини на платівку, почути голос скрипки й багато іншого.

Ми вивчатимемо лише тертя в кінематичних парах механізмів як опір, що виникає в них при русі навантажених ланок однієї відносно іншої. Дуже складне явище - тертя - вивчається спрощено. Для пояс­нення його користуються двома гіпотезами - механічною та молекуляр­ною. Згідно з першою гіпотезою тертя виникає в результаті деформа­ції невеликих виступів і западин, що є на елементах кінематичних пар, як би добре не були вони оброблені. .

Ці деформації можуть бути пружними й непружними, залежно від величин заданого навантаження, прикладеного до ланок, а отже, і до поверхонь тертя, швидкості відносно руху, фізичних властивостей ма­теріалу ланок, його дружності, характеру і якості контактних повер­хонь тощо.

Згідно з другою гіпотезою виникнення сил тертя пояснюється від­ривом молекул, що перебувають у контакті, і виникненням нових моле­кулярних контактів ланок при відносному їх русі.