26. Режимы работы машинного агрегата.
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.
Циклом называют период времени или период изменения обобщенной координаты, через который все параметры системы принимают первоначальные значения.
Разгон (разбег)
;
Установившееся движение
;
Торможение (выбег)
.
27. Установившийся режим движения машины.
Установившийся режим движения машины наступает тогда, когда работа внешних сил за цикл не изменяет ее энергии, то есть суммарная работа внешних сил за цикл движения равна нулю.
Период изменения скорости начального звена (обобщенной скорости механизма) называется циклом установившегося движения или сокращенно циклом. Время цикла равно или кратно периоду действия сил. Поэтому при установившемся режиме сумма работ всех сил за цикл равна нулю, а так как работа сил тяжести за цикл равна нулю, то это равенство будет выполняться, если работа движущих сил за цикл равна работе всех сил сопротивления за цикл (по модулю):
Установившееся
движение
,
где
и
- соответственно работа за цикл движущих
сил и сил сопротивления,
- начальное значение обобщенной
координаты,
-
приращение обобщенной координаты за
цикл.
Итак, при
установившемся режиме скорость
начального звена хотя и остается в
среднем постоянной, но внутри цикла
изменяется, проходя через максимальное
и
минимальное
значения. Неравномерность вращения
оценивается коэффициентом неравномерности
,
где
— средняя за цикл скорость. Из уравнения
видно, что
—
характеризует размах колебаний скорости
по отношению к ее среднему значению.
Чем меньше
,
тем относительно меньше размах колебаний,
тем спокойнее вращается начальное
звено. Величина
может быть подсчитана также по формуле
.
Для различных машин в зависимости от требований нормального функционирования (обрыв нитей в прядильных машинах, снижение чистоты поверхности в металлорежущих станках, нагрев обмоток и снижение КПД в электрогенераторах и т.д.) допускаются различные максимальные значения коэффициента изменения средней скорости.
28. Задача динамического исследования машинного агрегата при установившемся режиме работы.
Наилучшее условие для работы всех этих в установившемся режиме — абсолютно равномерное вращение их главного вала (принимаемого обычно в качестве начального звена). Колебания скорости главного вала вызывают дополнительные динамические нагрузки, вследствие чего снижается долговечность и надежность машин. Более того, колебания скорости ухудшают рабочий процесс машины. Следовательно, поскольку колебания скорости полностью устранить нельзя, то нужно по возможности хотя бы сократить их размах. Иными словами, величину коэффициента неравномерности надо сделать приемлемо малой.
Для исследования
движения при установившемся режиме
используется уравнение:
Из его анализа
следует, что уменьшить изменение
можно:
уменьшая изменение
за цикл (часто неосуществими);
увеличивая инерционность
,
при этом
увеличивается и уменьшается относительное
влияние
на
изменение
;
Т.е. чем более инертна материальная система, тем в большей степени она сопротивляется изменениям угловой скорости, вызванным действием приложенных сил.
Воздействуют на звенья первой группы: на валу начального звена устанавливают маховик (доп. массу), который работает как аккумулятор кинетической энергии.
Приведённый момент
инерции, обеспечивающий заданную
неравномерность вращения:
.
За время цикла (1
оборот)
начального звена меняется от
до
.
При этом наибольшее изменение кинетической
энергии первой группы звеньев
2
9.
Сравнивая
необход.
,
решают какой нажжен маховик:
1)
– маховик нужен.
2)
– не нужен.