Исследование движения механизма и определение момента инерции маховика
Так как внутри цикла установившегося движения машины не наблюдается равенства работы движущих сил и работы сил сопротивления и постоянства приведенного момента инерции механизма, то угловая скорость ведущего звена оказывается переменной. Величина колебаний этой скорости оценивается коэффициентом неравномерности хода
где max- максимальная угловая скорость;
min- минимальная угловая скорость;
ср. - средняя угловая скорость.
За среднюю угловую скорость можно принять номинальную скорость
Колебания скорости ведущего звена механизма должна регулироваться в заранее заданных пределах. Это регулирование обычно выполняется соответствующим подбором масс звеньев механизма. Массы звеньев механизма должны подбираться так, чтобы они могли накапливать (аккумулировать) все приращения кинетической энергии при превышении работы движущих сил над работой сил сопротивления.
Роль аккумулятора
кинетической энергии механизма обычно
выполняет маховик. Поэтому в нашу задачу
входит подобрать массу маховика такой,
чтобы данный механизм мог осуществить
работу с заданным коэффициентом
неравномерности движения
Для расчета маховика воспользуемся методом энергомасс. По этому методу момент инерции маховика определяется по диаграмме энергомасс, характеризующей зависимость приращения кинетической энергии механизма от приведенного момента инерции механизма.
Так как приращение кинетической энергии равно разности работы движущих сил и работы сил сопротивления, то для построения этой диаграммы необходимо построить вначале диаграммы приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления.
Приведенный к ведущему звену момент движущих сил для каждого положения исследуемого механизма.
Для расчетного (7-го) положения:
Расчет приведенного момента движущих сил для остальных положений механизма сводим в таблицу 3.1
Таблица 3.1
№ |
PB, Мпа |
QB, H |
PD, Мпа |
QD,H |
MПД., Н М |
0 |
6 |
170031 |
0,4 |
-11335 |
0 |
1 |
4,6 |
130357 |
0,1 |
-2833 |
3985,15 |
2 |
1,7 |
48175 |
0,1 |
-2833 |
2276,616 |
3 |
0,78 |
22104 |
0,3 |
-2833 |
963,55 |
4 |
0,45 |
12752 |
0,77 |
-21820 |
-605,512 |
5 |
0,4 |
11335 |
2 |
-56677 |
-1541,53 |
6 |
0,4 |
11335 |
6 |
-170031 |
0 |
7 |
0,1 |
-2833 |
4,6 |
130357 |
3985,15 |
8 |
0,1 |
-2833 |
1,7 |
48175 |
2276,616 |
9 |
0,3 |
-8501 |
0,78 |
22104 |
680,15 |
10 |
0,77 |
-21820 |
0,45 |
12752 |
-605,512 |
11 |
2 |
-56677 |
0.4 |
11335 |
-1541,53 |
Приведенный момент сил сопротивления имеет отрицательное значение, когда в цилиндре газы препятствуют движению поршня, т.е. когда сила давления газа противоположна скорости поршня.
На основании данных
таблицы строим диаграмму изменения Мп
сил движущих функции угла поворота
начального звена. Масштаб по оси ординат
выбираем
,
масштаб по оси абсцисс при длине диаграммы
l=
120 мм
Так как работа сил сопротивления
,
то графическим интегрированием диаграммы приведенных моментов сил сопротивления строим диаграмму работ сил сопротивления . Масштаб по оси ординат определяется по формуле
где Н - полюсное расстояние, равное 35 мм.
За один цикл установившегося движения (в нашем случае один оборот ведущего звена) работа движущих сил равна работе сил сопротивления.
Примем постоянным
приведенный момент движущих сил (
).
Тогда работа сил сопротивления
,
т.е.
представляет собой линейную функцию
угла поворота ведущего звена. Соединив
начало координат с последней точкой
диаграммы работы сил сопротивления,
получим
наклонную прямую, представляющую собой
диаграмму работы сил сопротивления.
Продифференцировав графически полученную прямую, на диаграмме приведенных моментов получим горизонтальную прямую определяющую величину постоянного приведенного момента движущих сил .
Так как приращение кинетической энергии
то для построения диаграммы приращения кинетической энергии или избыточной работы необходимо из ординат диаграммы работы движущих сил вычесть ординаты диаграммы работ сил сопротивления.
Масштабы по координатным осям остаются те же, что и для диаграммы работ.