Материал: 3731

Начало откладываемого вектора должно совпадать с концом ранее отло-

n

женного вектора. Проведенные последними, линии действия векторов R12 и R03 пересекутся; при этом векторы взаимно ограничатся по длине.

Действительные величины реакций, определенных с помощью силового

многоугольника, с учетом масштабного коэффициента P , Н .

мм

Силовой анализ ведущего звена (кривошипа)

Величина и направление уравновешивающего момента MУ определяются из условия равновесия ведущего звена в форме суммы моментов относительно опоры (рис. 3.7):

Величина уравновешивающего момента найдется из уравнения

MУ = R21h1, Н м.

РАЗДЕЛ 4 КОЛЕБАНИЯ В МЕХАНИЗМАХ

Вибрация

Создание высокопроизводительных машин и скоростных транспортных средств, форсированных по мощностям, нагрузкам и другим рабочим характеристикам, приводит к увеличению интенсивности и расширению спектра вибрационных полей. Вредная вибрация нарушает планируемые конструктором законы движения машин, механизмов и систем управления, порождает неустойчивость рабочих процессов и может вызвать отказ и полную разрушение всей системы. Из-за вибрации увеличиваются динамические нагрузки в элементах конструкции (кинематических парах, стыках и др.), в результате снижается несущая способность деталей, развиваются трещины, возникают усталостные разрушения. Действие вибрации может изменить внутреннюю и поверхностную структуру материалов, условия трения и износа на контактных поверхностях деталей машин и привести к нагреву конструкций.

Вибрация порождает шум, являющийся важным экологическим показателем среды обитания человека. Вибрация оказывает и непосредственное влияние на человека, снижая его функциональные возможности и работоспособность. Однако вибрация не всегда является вредной. В настоящее время имеется много машин, в которых для выполнения того или иного технологического процесса намеренно возбуждаются колебания. Машины, в которых технологический процесс выполняется на основе возбужденных колебаний, называют вибрационными машинами. Такие машины получили большое распространение в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве. С помощью вибрации дробят, измельчают, транспортируют кусковой и сыпучий материал, разделяют смеси, уплотняют бетон.

Наиболее распространенным возбудителем колебаний является дебалансный возбудитель (рис. 4.1). Неуравновешенная масса m вращается около оси О с угловой скоростью ω и развивает центробежную силу инерции Fи, равную

Fи=mω2ρ, (4.1) где ρ - расстояние центра масс m от оси О. Сила инерции дебаланса через

опору О передается массе М, с которой связан рабочий орган вибромашины.

Fи

m

ω

Рис. 4.1 Схема дебалансного вибратора

Существует дебалансный вибратор направленного действия (рис.4.2), в котором два дебаланса m вращаются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях. Горизонтальные составляющие Fиx двух центробежных сил инерции Fи взаимно уравновешиваются, а вертикальные Fиу - складываются, образуя суммарную силу инерции

где α – угол, образуемый силой Fи с вертикальной осью.

Рис. 4.2 Схема дебалансового вибратора направленного действия

Общее для всех вибромашин следующее:

1 Вибрационная машина является колебательной системой, состоящей из возбудителя колебаний – вибратора и колеблющейся массы, т.е. рабочего органа и частей, жестко с ним скрепленных;

2 Рабочий процесс в вибромашинах получается в результате суммарного эффекта большого количества отдельных циклов, идущих один за другим.

При динамическом исследовании вибромашин необходимо составить и решить уравнения движения. В эти уравнения входят такие параметры:

-возбуждающая сила вибратора;

-восстанавливающие силы;

-силы взаимодействия вибрирующего органа со средой;

-инерционные силы.

Рассмотрим динамическую модель вибрационной машины (рис.4.3). Дебалансный возбудитель направленного действия создает возбуждающую колебания силу Fи периодического действия, которая передается массе М, с массой М жестко связан рабочий орган – например дека, для вибротранспортирования материалов.

Пружина с жесткостью с и демпфер с коэффициентом затухания b моделируют систему упругой подвески к неподвижному корпусу машины.

Рис. 4.3 Динамическая модель вибрационной машины с дисбалансным вибратором направленного действия

В линейной колебательной системе возбуждающая сила меняется по гармоническому закону

где с - жесткость пружины.

Демпфирующие свойства системы представим тоже в виде линейной функции скорости –bx. Проектируя все силы, приложенные к массе М, на ось х, получим уравнение колебаний массы М

где b/М=2n, c/ М= k2, А/ М=α.

Полное решение этого дифференциального уравнения представляет собой закон движения массы М, в которую входят свободные и вынужденные колебания. Свободные колебания в системе затухают быстро, тогда решение вынужденных колебаний массы М имеет вид