Обработка осциллограмм

К ривые изменения перемещения, скорости и ускорения, а также любых других механических параметров машин в функции времени, записанные на светочувствительную плёнку или бумагу с помощью магнитоэлектрического осциллографа, называются осциллограм­мами. В данной работе заранее записаны и выдаются студенту для работы три осцил­лограм­мы: перемещения, скорости и ускоре­ния. Эти осциллограммы необхо­димо сначала перенести на кальку или другую прозрачную бумагу с помощью обводки их шари­ковой ручкой или каранда­шом, а затем расшифровать, т.е. установить количествен­ное соответствие между их ордина­тами и кинематичес­кими парамет­рами механизма. Для этого на осциллограммах наносятся отметки начала и конца кинематического цикла (одного оборота кривошипа), проводятся координатные оси и определяются масштабы.

Р

Рис. 8. К расшифровке осциллограмм

ассмотрим решение этих вопросов на примере графиков (рис. 8).

Оси абсцисс всех трёх графиков проведены с помощью осциллографа (они записаны при отсутствии сигнала датчика). Ось ординат, единая для всех трех графиков, также проведена (левая вертикальная прямая), она одновременно является одной из отметок времени и отметкой начала цикла. Вторая вертикальная прямая отстоит по времени от начала цикла на 0,1 с и отнесена от неё на расстояние _. Это позволяет сразу же определить масштаб времени графиков с/мм.

Для проведения вер­тикали, отмечающей конец цикла, необходимо на ниж­ней пилообразной кривой (осциллограмме угловой ско­рости кривошипа) найти точку, повторяющую по рас­положению точку начала цикла, и провести через неё прямую конца цикла. Она должна пройти также через точку пересечения графика скорос­ти с осью абсцисс. Из­мерив расстояние между отметками начала и конца цикла в миллиметрах, определяем дли­тельность цикла, т.е. время одного оборота кривошипа:

.

Затем определяем другие масштабы:

• масштаб осциллограммы пе­ремещений

м/мм;

• масштаб осциллограммы скорости

мс^-1/мм;

• масштаб осциллограммы ускорений

мс^-2/мм.

где S_max – максимальное перемещение кулисы, S_max = 0,1 м; – максимальная ордината осциллограммы перемещения, мм; – максимальная положительная ордината осциллограммы скорости, мм; F_V – площадь положительной части осциллограммы скорости, мм²; F_a – площадь первой положительной части осциллограммы ускорения, мм².

Площади F_V и F_a определяются с помощью миллиметровой бумаги, подкладываемой под осциллограммы, предварительно нанесённые на прозрачную бумагу (например, кальку).

2. Аналитический метод

Для определения аналитических зависимостей, описывающих пере­ме­щение, скорость и ускорение поршня компрессора, обратимся к рис. 9, на котором изображена кинематическая схема механизма комп­рессора, представляющего собой синусный кривошипно-кулисный меха­низм. За начало отсчета перемещения S кулисы 3 и поршня компрессора (рис. 9) взята точка А₀, соответствующая началу рабочего хода. Из рис. 9 следует, что

,

где r – длина кривошипа, рав­ная 0,05 м;  – угол поворота кривошипа от начального по­ложения.

Рис. 9. Схема к расчету перемещения поршня:

1 – кривошип; 2 – камень кулисы; 3 – кулиса

Если принять угловую скорость кривошипа  посто­янной, то

и ,

где  = 2/Т_ц, 1/с; t – время, с.

Скорость V и ускорение а кулисы получим дифферен­цированием этого выражения по времени.

, .