ЛЕКЦИЯ 6

Динамика машины при неустановившемся режиме

   Краткое содержание: Режимы движения машины. Режим движения пуск-останов.Определение управляющих сил по параметрам движения при пуске и останове.Алгоритм решения прямой задачи динамики при неустановившемся режиме движения машины.

Режимы движения машины

Процесс движения машинного агрегата в общем случае состоит из трех фаз: разбега, установившегося режима и выбега. Разбег и выбег относятся к неустановившемуся режиму, который характеризуется непериодическими, т. е. неповторяющимися, изменениями скорости главного вала агрегата (начального звена). При установившемся режиме скорость главного вала изменяется периодически. В частном случае скорость может быть постоянной. Часто установившееся движение чередуется с разгонами (при повышениях скоростного режима) и торможениями (при понижениях скоростного режима). Так работает, например, автомобильный двигатель. Многие механизмы в установившемся режиме вообще не работают. Это особенно характерно для целого ряда приборов (реле, контакторы и т. п.). Их механизм во время срабатывания переходит из одного положения в другое, не совершая замкнутого повторяющегося кинематического цикла.

Цикломназывают период времени или период изменения обобщенной координаты, через который все параметры системы принимают первоначальные значения.

1. Разгон (разбег) ;

2. Установившееся движение ;

3. Торможение (выбег) .

Режим движения "пуск - останов"

Существует большое количество машин и механизмов: гидроподъемники, манипуляторы, механизмы управления метательными аппаратами, механизмы шасси, механизмы автоматических дверей и многие другие, исполнительное звено которых перемещается из начального положения в конечное. При этом в начале и в конце цикла движения исполнительное звено неподвижно. Такой режим движения механизма называется режимом "пуск-останов". Механизм начинает движение из состояния покоя, в конце цикла выходное звено механизма должно остановиться и зафиксироваться в заданном положении. Возможны три варианта остановки выходного звена:

• остановка с жестким ударом ;

• остановка с мягким ударом ;

Из уравнения движения в дифференциальной форме для механизма, работающего в режиме пуск-останов , очевидно, что в конечном положениитолько в том случае, если.

• безударная остановка или остановка с удержанием в конечном положении .

В этом случае к рассмотренному выше условию добавляется условие. Из уравнения движения в дифференциальной форме для механизма, работающего в режиме пуск-останов

очевидно, что в конечном положении при ,только в том случае, если.

Таким образом, при остановке с мягким ударом необходимо выполнить условие:

,

а при безударной остановке и фиксации объекта в конечном положении нужно выполнить одновременно два условия:

и

Определение управляющих сил по параметрам движения при пуске и останове

Для того чтобы выполнить условия начала движения и остановки выходного звена в конечном положении необходимо соответствующим образом выбрать закон изменения движущих или управляющих сил. В исходных данных обычно задается вид диаграммы движущей силы. Определение величин сил на этих диаграммах осуществляется из рассмотренных выше условий. Выведем формулы для расчета сил.

1. Определение величины силы по условию начала движения

Силу определяют из условия возможности начала движения,а, следовательно,т.е. в начале движения момент движущей силы должен превосходить суммарный приведенный момент от сил сопротивления. Обычно принимают.

где - коэффициент запаса по моменту для разгона системы.

2. Определение величины силы по условию удержания объекта в конечном положении

Конечное значение силы определяют из условия равенства приведенного момента движущей силы и суммарного приведенного момента сил сопротивления

3. Определение величины силы (или перемещения поршня ) по условию безударного останова,

Перемещение поршня, соответствующее действию силы, илирассчитывают из условия безударного останова: в конце поворота угловая скоростьпри равенстве работза время поворота (цикл).

4. Для определения силы в положении, когда звено приведения вертикально, записывают условие его прохождения через вертикальное положение,

Для определения работы движущей силы подсчитывают только положительную площадь на графике движущей силы. Для выполнения условия прохождения звена приведения через вертикальное положение, рекомендуется силу, найденную из равенства , увеличить на 15…20(%).