2015-03-08
2453
Механічною характеристикою машини називається залежність сили або моменту на вихідному валу або робочому органі машини від швидкості або переміщення крапки або ланки її застосування.
Розглянемо|розглядуватимемо| приклади|зразки| механічних характеристик різних машин.
· Двигуни внутрішнього згорання|згоряти| (ДВС):
o чотиритактний ДВС
|
| Рис 6.2 |
o Індикаторна діаграма - графічне зображення залежності тиску в циліндрі поршневої машини від ходу поршня.
o двотактний ДВС
|
| Рис 6.3 |
· Електродвигуни
o асинхронний електродвигун змінного струму На діаграмі: Мдп - пусковий момент; Мдн - номінальний момент, що крутить; Мдк або Мдmax - критичний або максимальний момент; wдн - номінальна кругова частота обертання валу двигуна; wдхх або wдс - частота обертання валу двигуна холостого ходу або синхронна. Рівняння статичної характеристики асинхронного електродвигуна на лінеаризованій ділянці стійкої частини
|
o де Мд - рушійний момент на валу двигуна
o wд - кругова частота валу двигуна
|
|
|
|
o Статична характеристика асинхронного двигуна, що виражає|виказує| залежність навантаження від ковзання, визначається формулою Клосса
|
o
|
| Рис 6.4 |
o двигун постійного струму|току| з|із| незалежним збудженням
|
| Рис 6.5 |
· Рівняння статичної характеристики для двигуна постійного струму|току| з|із| незалежним збудженням
|
· де до = Мдн (wдхх - wдн).
· У електричних параметрах характеристика записується|занотовує| в наступному|такому| вигляді|виді|
|
|
· де kM = Mдн/Iян - коефіцієнт моменту, kw = (Uян - Rян Ч Iян) / w дн - коефіцієнт протиелектрорушійної сили, Uя - напруга в ланцюзі якоря, Rя - опір ланцюгу якоря
· Робочі машини
o поршневий насос
|
o Рис 6.6
o поршневий компресор
|
| Рис 6.7 |
o Лінії bc і ad - лінії стискування і розширення газу (повітря) визначаються параметрами газу (об'ємом, тиском і температурою) і в загальному вигляді описуються рівнянням політропи pЧ Vn = const, де n - показник політропи (1< n < 0).
o строгальный| верстат
|
| Рис 6.8 |
o Механічні характеристики визначають зовнішні сили і моменти, що діють на вхідні і вихідні ланки, даної механічної системи з боку зовнішніх систем, що взаємодіють з|із| нею, і навколишнього середовища. Характеристики визначаються експериментально|експериментальний|, за наслідками|за результатами| експериментів отримують|одержують| регресійні емпіричні моделі, які надалі використовуються при проведенні динамічних розрахунків машин і механізмів.
Приклад на визначення параметрів динамічної моделі (на приведення сил і мас).
Дано: Кінематична схема механізму поршневого насоса(li, j i ), Мд, Fc, mi, ISi;
|
|
|
|
| Рис 6.8 |
|
| Рис 6.9 |
Визначити: Мпре, Iпре =?
1. Визначення сил ваги Gi = mi Чg.
2.Визначення кінематичних передавальних|передаточних| функцій.
Простий і наочний|наглядний| метод визначення передавальних|передаточних| функцій - графоаналітичний метод планів можливих швидкостей. При цьому в довільному масштабі будуються плани швидкостей для рада положень|становищ| циклу руху механізму. По відрізках плану швидкостей розраховуються відповідні передавальні|передаточні| функції по наступних|слідуючих| формулах (для машини, схема якої зображена|змальовувати| на рис.6.8):
Передавальні|передаточні| функції:
|
По цих формулах будуються циклові діаграми передавальних|передаточних| функцій для даного механізму (див. Рис. 6.10).
|
Рис. 6.10
3. Визначення сумарного приведеного моменту Мпре
Для визначення сумарного приведеного моменту необхідно підсумувати приведені моменти від всіх зовнішніх сил, що діють на дану систему. Приведений момент від сили дорівнює скалярному твору вектора сили на вектор передавальної функції точки її застосування, від моменту - твору моменту на передавальне відношення від ланки додатку моменту до ланки приведення. На дану систему діють сили ваги ланок Gi, сила опору Fс і рушійний момент Мд. Приведений момент від цих сил розраховується по формулі:
|
|
Рис. 6.11
4. Визначення сумарного приведеного моменту інерції Iпре.
Для визначення сумарного приведеного моменту інерції необхідно підсумувати приведені моменти інерції від всіх мас і моментів інерції рухомих ланок даної системи. Приведений момент інерції від маси дорівнює твору маси на квадрат передавальної функції її центру, від моменту інерції - твору моменту інерції ланки на квадрат передавального відношення від цієї ланки до ланки приведення. Інерційність даної системи визначається масами ланок 2 і 3 і моментами інерції ротора двигуна, редуктора, колінчастого валу, маховика і ланки 2. У сумарний приведений момент інерції входять як складові не залежні від положення механізму, так і складові, залежні від узагальненої координати. Перші мають постійний момент інерції і відносяться до першої групи ланок, момент інерції інших - змінний, вони утворюють другу групу. Приведений момент для даної системи визначається по формулі:
|
|
| Рис. 6.12 |
Таким чином виконано поставлене завдання - визначені параметри динамічної моделі поршневого насоса: приведений сумарний момент Мпре і приведений сумарний момент інерції Iпре.
Контрольні питання до лекції 6.
1. Визначите пряме завдання|задачу| динаміки машин? (стор. 1)
2. Сформулюйте теорему про зміну кінетичній енергії для ідеальної механічної системи? (стр.1)
3. Запишіть рівняння руху динамічної моделі в інтегральній і диференціальній формі? (стор. 2-3)
4. Що називається динамічною моделлю машини? (стор. 1)
5. Які параметри характеризують динамічну модель машини? (стр.3-4)
6. Що називається механічною характеристикою машини? (стр.4)
7. Зобразите|змальовуватимете| механічні характеристики (д.в.с., асинхронного електродвигуна, поршневого компресора) і вкажіть їх основні параметри? (стор. 4-8)
8. Викладете алгоритм визначення параметрів динамічної моделі для поршневого насоса? (стр.8-12)
