ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕХАНИЗМА
Динамический синтез механизма проводится с целью проектирования маховика. Маховик предназначен для ограничения колебаний угловой скорости звена приведения в соответствие с необходимым коэффициентом неравномерности движения . Коэффициент является характеристикой неравномерности установившегося движения машины, который определяется как
,
где , – максимальная и минимальная угловые скорости звена приведения рис. 5.1, в рассматриваемом случае звеном приведения является кривошип;
– средняя угловая скорость звена приведения;
Маховик является аккумулятором механической энергии: при положительном приращении кинетической энергии DEk>0 маховик накапливает ее, а при отрицательном DEk<0 – возвращает ее в механическую систему. Для реализации этой задачи на валу кривошипа устанавливается дополнительная вращающаяся масса – маховик с потребным моментом инерции. Маховик устанавливается на звене приведения – кривошипе .
Иными словами можно сказать, маховик предназначен для уменьшения углового ускорения кривошипа e1 и ускорений всех звеньев механизма, а значит, и уменьшения сил инерции и моментов сил инерции механизма. Применение маховика позволяет частично уравновесить силы и моменты сил инерции механизма, вызванных неравномерным движением звеньев.
Рис. Колебание угловой скорости кривошипа за цикл установившегося движения:
1 – с установленным маховиком;2 – без маховика.
Рис.Установка маховика на кривошипе двигателя
Построение, индикаторной диаграммы двигателя
В качестве закона изменения движущих сил Fд (или сил полезного сопротивления Fс) задаются механические характеристики. Механической характеристикой ДВС, поршневых насосов и компрессоров является зависимость давления piгазов в цилиндре на поршень от его перемещения S. Индикаторная диаграмма строится совместно с планом положений механизма.Индикаторная диаграмма строится в относительных координатах – «давление -перемещение»в соответствии с функцией , которая представлена в виде табл.
здесь
– текущее давление в цилиндре в соответствие с i - тым положением кривошипа,
– максимальное давление в цилиндре,
– текущее перемещение поршня согласно i - тому положению кривошипа,
– ход поршня.
Ось абсцисс индикаторной диаграммы располагается параллельно оси цилиндра x-x (рис.5.2). На этой оси откладывается отрезок 0-1,0, равный ходу поршняв масштабе H=B0B6(точка B0 соответствует верхней мертвой точке, точка B6 – нижней мертвой точке), на которомбудет строиться индикаторная диаграмма. Отрезок 0-1делится на десять равных частей – 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,4-0,5…. 0,9-1,0 (рис.5.3). Другой отрезок 0-1, которыйдопускаетсяпо-возможностивыбрать той же величины 0-1 = B0B6, необходимо отложить по оси ординат , затем его также делят на десять равных отрезков – 0-0,1, 0,1-0,2, 0,2-0,3, 0,4-0,5…. 0,9-1,0.
Индикаторная диаграмма для насосов состоит из отдельных участков, соответствующих тактам работы (всасывание, сжатие). По данным, указанным в табл. циклограмма нагружения цилиндров, для определенного такта по точкам строится индикаторная диаграмма. При движении поршня вниз – сжатие, при движении вверх – всасывание.
Табл. Циклограмма нагружения цилиндров.
Угол поворота кривошипа
| 0о – 180о
| 180о – 360о
| B
| сжатие
| всасывание
| D
| всасывание
| сжатие
|
Масштаб оси ординат индикаторной диаграммы рассчитывают по зависимости
МПа/мм,
где – максимальное давление в цилиндре, МПа;
– максимальная ордината, которая изображает на индикаторной диаграмме максимальное давление , , мм.
Силы, действующие на звенья механизма
a) Силы сопротивления газов.
Силы сопротивления являются силами сопротивления, их работа отрицательна Ад<0.
Н (на такте всасывания)
Н (на такте сжатия)
где Aпор– площадь поршня,
мм2,
d=120 мм – диаметр цилиндра;
рi– давления в цилиндре в i – ом положении кривошипа,
МПа,
МПа.
Порядок работы цилиндров и чередование процессов в них показан на циклограмме.
b)Силы тяжести звеньев.
Их работа АG может быть положительной или отрицательной в зависимости от положений звеньев механизма.
,
,
,
,
где m1, m2,m3,m4,m5– массы звеньев механизма, кг.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|