Даламбер принципі. 1 страница

КІРІСПЕ

Қазiргi көлiк техниканың 60% ақаулары, негiзiнде, жүк көтергiш металлоконструкциялар және механизм бөлшектерiн қажып қиратуға ретсiз қалдық деформациялардың пайда болуына, үйкелетiн элементтердiң жоғары тозуына алып келетін динамикалық жүктемелермен және т.б. байланысты.

Нақты машина динамикасын зерттеу үшiн (арқандар, бiлiктер, таспа тағы басқалар) серпiмдi массасыз байланыс бiрлескен бiрнеше шоғырланған (қозғалтқыштың роторы, тежегiш шкив, жұмыс буындары) массалардың өзiмен ұсынатын физикалық үлгiлермен алмастырылады. Сыртқы жүктемелердiң серпiмдi элементтерi (электр қозғалтқышы және тежеуiш, жұмыс машинасының кедергiлерiнiң моменттерi) әсерлерімен деформацияланады, машиналардың шоғырланған массалары негiзгi қозғалыстан басқа аз тербелiстердi жасайды.

Көптеген көлiк техника тетiктерiнің динамикалық жүктемелер шешушi мәндердi алады. Нақты жүктемелердi бiлу жақсартылған параметрлерi бар машиналардың сенiмдi конструкцияларын құруға мүмкiндiк бередi, пайдалану кезінде - берiктiк және қуат резервтерiн қисынды қолдану арқылы ең үлкен өнiмдiлiкке жетуге болады.

Динамикалық есептеу машинаның есептi динамикалық сұлбасының құрастырылуы және сұлбаны кiретiн массалардың қозғалысының теңдеулерiмен бастайды. Есептi динамикалық сұлбаға нақты машиналардан сол нақты есептi үшiн алатын физикалық факторлар маңызды емес. Есептiк сұлба таңдау жұмыс есептеудiң есебiмен анықталады. Есептi динамикалық сұлбадағы машиналардың нақты параметрлерi (масса, қаттылық, көнбістiктiң коэффициенттерi тағы сол сияқтылар), сонымен бiрге сыртқы жүктемелер есептi теңдеулердiң жеңiлдетуi және олардың арақатынасы келтiрiлген шамалармен алмастырады. Параметрлер және жүктемелердiң келтiруi келтiрiлген жүйенiң теңдiк негiзiнде ортақ энергиялары өндiрiп алынады. Келтiру iлгерiлемелi қозғалысқа немесе тетiк массаларының айналмалы қозғалысына келтіріледі.

Практикалық жұмыс №1

Көтеру механизмінің білігіне келтірілген динамикалық параметрлерді анықтау.

Теория: динамикалық параметрлерді (момент, инерция, масса және т.б.) келтіру және олардың жиынтық мағынасын анықтау ережелерін еске аламыз.

1. Қозғалтқыштан инерция моменті және массаны орындаушы құрал механизмі жағына келтірген кезде, сәйкесінше әр бір ескерілетін элементтің өлшемдерін осы элементтердің беріліс санының квадратына және келтірілген орнына көбейту керек, осылайша алынған өлшемдердің мәнін қосу керек.

2. Орындаушы құралдан инерция моменті және массаны қозғалтқыштың жағына келтірген кезде, сәйкесінше әр бір ескерілетін элементтің өлшемдерін осы элементтердің беріліс санының квадратына және келтірілген орнына бөлу керек, осылайша алынған өлшемдердің мәнін қосу керек.

Сурет 1. Жүкті көтеру механизмінің сұлбасы.

1-қозғалтқыш; 2-бәсеңдеткіш; 3-жалғастырғыш; 4-атанақ (барабан); 5-полиспаст.

Мысал 1.

1-суретте көрсетілген, көтеру механизмі үшін, қозғалтқыштың білігінде, бәсеңдеткіштің шығу білігінде, атанақта (барабанда) және жүкте келтірілген динамикалық өлшемдердің жиынтығын анықтау.

Берілгені: қозғалтқыш массасын айналдыратын және солармен қосылған элементтердің жетегі J_g=2,8 кг^*м²; үйкелме (фрикционный) жалғастырғыштың инерция моменті J_ф = 0,892 кг ^*м²; атанақ инерция моменті J_б = 1,911 кг ^* м²; жүктің ауырлық күші Q_c = 15* 10⁴ Н; бәсеңдеткіштің беріліс саны №2 U_p=20,75; бірінші ашық тісті берілістің беріліс саны U₁=2,73 дәл солай, екінші ашық тісті жұптың U₂=1,85; атанақ радиусы R_б=200 мм; полиспасттың еселігі (кратность – қалдықсыз бөлгішдігі) №5 а_п=4.

Шешілуі.

1.Қозғалтқыш білігіне келтірілген инерция моментінің жиынтық мағынасын табамыз:

Бәсеңдеткіштің шығу білігіне

Атанаққа

2.Жүкке келтірілген, жетектің айналатын бөлшектерінің және жүктің жиынтық массасын анықтаймыз:

Практикалық жұмыс №2

Кранды арбашаның қозғалу механизмінің жүктеулі жағдайындағы артық салмақты анықтау

Механизмдегі негізгі масса болып, бір жағынан қозғалтқыш роторы, моторлы жалғастырғыш болса, екінші жағынан - жүгі бар арбашалар болып саналады, сондықтан механизм жүйесін екі салмақты жүйе (1 сурет) ретінде қарастыруға болады. Қозғалтқыш моменті және қозғалысқа қарсылықты келтіруді көрсету ыңғайлы болу үшін, оларды күш ретінде көрсетеміз. Онда есептеу формулаларында барлық бұрыштық шамалар сәйкесінше сызықтықпен алмасады.

Сурет 1. Кранды арбашаның қозғалу механизмініңнақты (а) және келтірілген (б) жүйесі:

1-қозғалтқыш; 2-жалғастырғыш; 3-бәсеңдеткіш; 4-қозғалғыш дөңгелек.

Берілгені: жүк көтергіштігі Q_c= 15 т; арбаша салмағы Q₁= 5,02 т; қозғалыс механизмінің қозғалтқышы КПДН-2У (GD²)_д =0,5 кГм², N= 4,4 кВт; n =1210 айн/мин; максимал іске қосу моменті M_П =1,5 М_Н , тежеуіш жалғастырғышы D_Т= 200 мм, (GD²)_Т=0,3 кГм², бәсеңдеткіш i=i₁i₂i₃= 2,75^.4^.2,4=26,4, механизм ПӘК-і Ƞ=Ƞ₁Ƞ₂Ƞ₃ = 0,95^.0,965^.0,965=0,9; жүру доңғалағы D_К= 350 мм, (GD²)_К=2,3кГм².

1 есеп. Жылдамдатылған (артық) күшті анықтаймыз:

Қозғалтқыштың номинал моменті

кГм.

Максимал іске қосу моменті

кГм.

Қозғалғыш дөңгелегінің осіне келтірілген іске қосу моменті,

кГм.

Қозғалғыш дөңгелегінің радиусына келтірілген максимал іске қосу күші,

кГ.

Арбашаның қозғалысына қарсылық күші

кГ.

Жылдамдатылған (артық) күш

кГ.

2.Қозғалғыш арбашаның радиусына келтірілген қозғалатын элементтердің, қозғалғыш дөңгелектің және жүктің массасын анықтаймыз:

кГсек²/м.

Механизмнің қозғалғыш бөлігінің массасы

кГсек²/м.

Мұндағы - тісті доңғалақтардың және біліктің массасын ескеретін коэффициент (әдетте ).

3. Іске қосу кезіндегі механизммен қабылданатын, максимал күшті формула арқылы есептейміз,

кГ.

Артық салмақ коэффициенті тең

Алдындағы мысалдардың берілгені бойынша, алдын ала іске қосу сатысынсыз, механизмді іске қосқандағы артық салмақты табамыз.

2 есеп.Формула бойынша, іске қосу кезіндегі механизммен қабылданатын максимал күшті анықтаймыз,

кГ.

2. Артық салмақ

,

яғни, алдын ала іске қосу сатысы бар үске қосумен салыстырғанда 1,4 есе көп.

Алдыңғы мысалдың берілгендері бойынша, нақты формулалармен іске қосу кезіндегі механизмнің артық салмағын есептейміз. Қосымша берілгенде: трансмиссиялық білік d =3,5мм, жол(колея) l =1,82 м.

3 есеп. Механизмнің қаттылығын анықтаймыз (есепке трансмиссиялық білікті ең иілгіш ретінде қабылдаймыз).

Бұрыштық қаттылық

кГм.

Келтірілген (қозғалғыш дөңгелектің радиусына) сызықтық қаттылық

кГ/м.

2. Арбашаның бос жүрісінің жылдамдығын есептейміз:

м/сек.

3. Формула бойынша көмекші шамаларды анықтаймыз (алдын ала іске қосу сатысы бар іске қосу үшін):

.

Формула бойынша табамыз,

сек.

4.Алдын ала іске қосу сатысы бар, іске қосу кезіндегі механизммен қабылданатын максимал күшті формула бойынша анықтаймыз:

Артық салмақ .

5. Формула бойынша көмекші шамаларды есептейміз (алдын ала іске қосу сатысы бар іске қосу үшін):

;

Ары қарай

Іріктеу арқылы табамыз сек.

6.Формула бойынша бұрыштық шамаларды сызықтықпен алмастырамыз, және мынаны табамыз:

м/сек.

м/сек².

7. с.

8.Формула бойынша, іске қосу кезіндегі (алдын ала іске қосу сатысы жоқ кезде) максимал күшті анықтаймыз:

Артық салмақ , яғни алдын ала іске қосу сатысы бар кездегімен салыстырғанда 1,28 есе көп.

Келтірілген мысалдар алдын ала іске қосу сатысы механизмді іске қосқанда, оған түсетін макисмал жүкті көп мөлшерде төмендететінін көрсетеді, ал механизмге түсетін жүктің максимал шамасын ең жақын әдіспен тапқан кезде, ол жоғарылатылған нәтиже береді.

Практикалық жұмыс №3 (2 сағат)

Жебеліөзі жүретін кранның бұрылу бөлігіне және айналу механизмдерінің элементтеріне түсетін динамикалық салмақты анықтау

Мысал №1: бұрылу бөлігі, бұрылу платформасында орнатылған кран үшін жиынтықтарды анықтаймыз: а) қозғалысқа келтірілген кездегі, кранның айналуға қарсылық М_с моменті және б)айналу осіне қатысты жүктің және бұрылу бөлігінің инерция моменті (1 сурет)

Сурет 1. Кранға әсер ететін күштерді анықтау үшін сұлба

Бастапқы берілгендер: жүктің және жүкті басып алатын органның ауырлық күші Q_c= 35 т, стрелкалық қондырғыныкі G_c =40000 Н, қарсы салмақты және оператор кабинасын қоса алғандағы қалға тіреуіш-бұрылу бөлігінікі G_П =170000Н (1 сурет),желдік салмақтар (ZOY көлденең жазықтыққа әсер етеді) Н, Н, Н, өлшемдік параметрлер м, м, м, м; м; м; м; бұрылу бөлігінің айналу жиілігі айн/мин; ұмтылыс кезіндегі бұрылу бөлігінің үдеуі 1/с²;механизм ПӘК-і ; тіреу-бұрылу құрылғысының тіреуіндегі үйкеліске қарсылық моменті Нм.

Есептелуі:

1.Жанама инерция күштерін есептейміз:

2.Бұрылу бөлігінің айналу осіне қатысты жанама инерция күштерінен пайда болған айналуға қарсылық моментін есептейміз:

3.Желдік салмақтардан болған айналуға қарсылық моментін есептейміз:

4.Қозғалысқа келтірілген кездегі айналуға қарсылық моментін есептейміз:

5.Қозғалысқа келтірілген кездегі бұрылу бөлігінің инерция моментін есептейміз:

6.Инерция моментінің келтірілген жиынтық мәні

Мысал №2: №1 мысалда келтірілген кран үшін, айналу механизмі қозғалтқышының білігімен бір осьте орнатылған, тежеу үшін тежеу моментінің қажетті мәнін анықтаймыз (2 сурет).

а) б)

Сурет 2. Динамикалық салмақтың есептеріне арналған сұлба:

а-есептік сұлба; б-екі массалы есептік сұлба

Бастапқы берілгендер:

Бұрылу бөлігінің инерция моменті , кгм²; қозғалтқыш білігінің инерция моменті , кгм²; механизмнің беріліс саны ; механизм ПӘК-і ; желдік салмақ моменттері ; бұрылу бөлігінің тіреулеріндегі үйкеліс моменті Нм; тежеу уақыты сек; қозғалтқыш білігінің бұрыштық жылдамдығы 1/сек.

Есептелуі:

1.Тежеу кезіндегі бұрылу бөлігімен айналу жетегі массасына келтірілген жиынтық инерция моментін табамыз:

2.Қозғалтқыш білігіне келтірілген, артық тежеу моментін табамыз:

3.Қозғалтқыш білігіне қажет тежеу моментін есептейміз:

4.Тежеу моментін қабылдаймыз ; .

Мысал №3:

1 және 2 мысалдағы берілгендерді қолдана отырып, ұмтылыс кезіндегі бұрылу бөлігінің және айналу механизмінің элементтеріне түсетін динамикалық салмақты анықтаймыз.

Бастапқы берілгендер:

Қозғалтқыш қуаты , кВт, қозғалтқыш білігінің айналу жиілігі айн/мин, статистикалық қарсыласу моменті Нм, механизмнің беріліс саны , механизм ПӘК-і ; кранның айналу бөлігі және жүктің оның айналу осіне қатысты инерция моменті кгм²; қозғалтқыштың айналатын массасының инерция моменті кгм²; ұмтылыс кезіндегі бұрылу бөлігінің үдеуі 1/с², сәйкесінше қозғалтқыш білігінің үдеуі 1/с².

Есептелуі:

1.Ұмтылыс кезіндегі айналатын жетек массасының бұрылу бөлігінің келтірілген жиынтық инерция моментін табамыз:

кгм².

2.Бұрылу бөлігіндегі артық инерция моментін табамыз:

Нм.

3.Кранның айналатын массасының оның бұрылу бөлігінің айналу осіне келтірілген инерция моментін есептейміз:

кгм².

кгм².

4.Кранның бұрылу бөлігіне әсер ететін, динамикалық моментті анықтаймыз:

, Нм.

Және қозғалтқыш білігі үшін

, Нм.

Мысал №4:

Сол кран үшін, тежеу кезіндегі бұрылу бөлігі және айналу механизмі элементтеріне түсетін динамикалық салмақты анықтаймыз (сурет 3).

Сурет 3. Тежеу кезіндегі динамикалық салмақ есебі үшін сұлба

Бастапқы берілгендер:

Қозғалтқыш білігіне тежеу кезінде пайда болатын момент ; тежеу кезіндегі статистикалық тежеу моменті Нм, механизмнің беріліс саны ; механизм ПӘК-і , кранның бұрылу бөлігінің оның айналу осіне қатысты инерция моменті кгм²,қозғалтқыштың айналу массасының инерция моменті кгм².

Есептелуі:

1.Кранның бұрылу бөлігіндегі тежеу моментін анықтаймыз:

Нм.

2.Бұрылу бөлігіне әсер ететін динамикалық моментті табамыз:

Нм.

3.Қозғалтқыш білігіндегі динамикалық моментті анықтаймыз:

Нм.

Практикалық жұмыс №4

Машинаның ұмтылыс кезіндегі қозғалыс механизмдеріндегі динамикалық салмақтарды анықтау

Теория.

Келтірілген жиынтық массаны анықтауды, жетегі дәстүрлі үлгіде орындалған: тартқыштың артқы жетекші дөңгелегі тікелей, қозғалтқыш, ілініс жалғастырғышы, беріліс қорабы, кардан білігі және басты берілістен келтірілетін, екі осьті доңғалақты тартқыш мысалында қарастырамыз (сурет 1).

Сурет 1. Екі осьті доңғалақты тартқыш сұлбасы

Тек қозғалтқыштың 3 айналатын массасын және олармен тікелей байланысқа жетек элементтерінің инерция моменттерімен, жетекші доңғалақтарының айналатын массаларының инерция моменттерімен және үдемелі қозғалыс массасын ғана есептеуге келісіп алайық (яғни тартқыштың жалпы массасын).

1.Келтіру орнына бірінші жетекші доңғалақтарды аламыз, яғни есептейміз, ол

,

Мұндағы тартқыштың үдемелі қозғалыс жылдамдығы;

жетекші доңғалақтардың бұрыштық жылдамдығы;

доңғалақтың динамикалық радиусы, яғни тербелудің жоғарғы бөлігінен доңғалақ осіне деіңгі ара қашықтық.

Дата добавления: 2017-02-01