Кинематическая схема преобразующего механизма балансирного станка-качалки представляет четырехзвенник ОВCD (рис. 4.35.). Неподвижное звено - ОD (расстояние от О до D), подвижные звенья - кривошип r, шатун lи заднее плечо балансира b.
При вращении кривошипа точка С описывает окружность радиуса r, а точка В движется по дуге радиуса b.
Для упрощения определения закона движения точки В в расчетах делают некоторые допущения, а именно:
- точка В движется не по дуге, а по прямой;
- принимают r/l = 0; r/b = 0, т. е. считают, что радиус кривошипа намного меньше длины балансира;
- угол β образованный шатуном и линией, соединяющей центр кривошипа, с точкой В,принимают равным нулю.
В этом случае закон движения точки В соответствует закону движения поршня насоса с кривошипно-шатунным механизмом.
При уточненных расчетах учитывают конечную длину шатуна, так как при значительной длине хода (4,5... 6 м) отношение радиуса кривошипа к длине шатуна r/l становится значительной величиной. Однако и в этом случае делают допущение, считая, что траектория движения точки В прямолинейна.
При точных расчетах учитывают и кривизну траектории движения точки В, что позволяет уменьшить погрешность расчета.
Найдем закон движения точки подвеса штанг, т. е. определим путь, скорость и ускорение точки В во времени.