Оценка внешней виброактивности исполнительного механизма и уравновешивание механизма

При движении машины помимо статических усилий возникают динамические усилия, которые передаются на стойку (корпус) машины. Эти динамические усилия, будучи переменными по модулю и направлению, передаются на фундамент, вызывая ряд нежелательных явлений вибрационного характера.

Условием полного внешнего внешнего уравновешивания является равенство нулю главного вектора и главного момента реакций в опорах относительно произвольного центра приведения. Если при этом активные силы уравновешены, то задача внешнего уравновешивания механизма сводится к уравновешиванию главного вектора и главного момента сил инерции его подвижных звеньев.

Уравновешивание можно произвести двумя способами:

1.Установка противовесов на звенья.

Этот способ позволяет полностью уравновесить главный вектор сил инерции, но, как следствие установки противовеса, подвижные звенья механизма нагружены значительными массами.

2.Установка вращающихся противовесов.

Этот способ наиболее часто используется. В результате использования этого способа уравнивается одна гармоника главного вектора сил инерции.

Определим главный вектор сил инерции

Определим приведенный момент инерции:

Мерой внешней виброактивности механизма при внутренней рабочей нагрузке является главный вектор сил инерции. В цикловых механизмах он является периодической функцией и может быть разложен в сходящийся ряд Фурье, представляющий собой сумму эллиптических гармоник.

Для упрощения расчетов раскладывается в ряд Фурье с точностью до пяти гармоник:

=1,2,3,4,5– номер гармоники.

Чтобы уравновесить данный механизм необходимо поставить противовесы, предварительно сосчитав их массы и начальные углы установки

Уравновесим F₁:

Установим 2 вращающихся противовеса, чтобы выполнялось условие:

для любого .

Определим: – массы противовесов;

– углы установки противовесов при =0.

Запишем проекции векторов на оси x,y:

Приравняем коэффициенты при и (считаем, что радиусы

установки противовесов равны радиусу кривошипа ):

1+4: ; 3+2: ;

1-4: ; 3-2: .

Массы противовесов:

;

Углы установки:

; ;

;

Получим:

;

На рис. 3.1 показана схема установки противовесов

Рис.3.1

На рис. 3.6. показан годограф сил инерции

Рис.3.2

В данном случае установка противовесов нецелесообразна, тк годограф изменился несильно