Механикалық жүйелердің физикалық моделдерін есептеу

Машиналардың қолданбалы динамикасында физикалық және математикалық моделдерді құрастыру жауапты кезеңнің бірі болып саналады, өйткені динамикалық есептеудің дәлдігі нақты машинаның параметрлерін анықтаудың дәлдігіне және физикалық процестерді математикалык бейнелеуіне байланысты.

Есептеу бойынша математикалық жұмыс шешімінің күрделілігі, олардың санының көбеюіне қарай өсетінін ескере отырып, нақты механизмдер мен машиналардың физикалық моделін құрастырған кезде дискреттік массаның негізделген минималды санын таңдау негізгі болып саналады.

Машинадағы динамикалық құбылыстарды аналитикалық зерттеу үшін, оның эквиваленттік моделін, зерттелетін моделдің сандық және сапалық нәтижелерін, машинаны натуралдық сынақтан өткізу нәтижелерімен дәл сәйкес келетіндей етіп есептеу керек.

Өтпелі процестерді инженерлік есептеу практикасында, әдетте, алғашқы екі жиілікті ескеру керек, өйткені жоғары гармоникадағы тербелістерді есептеу, жетектің серпімді бөлігінде динамикалық жүктеменің қалыптасу сипатының сапалық өзгерісіне әкелмейді.

Физикалық моделдегі қосымша масса мен байланыстарды есептеу кезінде дифференциалдык тендеу тәртібін жоғарлату, анықталған сандық нәтижелермен емес, (10 пайызға дейін анықтау, әдетте, есептік схеманы анықтайтын қателер шегінде болуы керек), жетек жүйесінің жаңа динамикалык сипаттама сапасын зерттеу қажеттігімен байланысты болу керек.

Натуралық эксперименталдық зерттеулер, көпмассалы технологиялық машиналар жүйесінің күрделілігіне қарамастан, мүмкіндік шегіндегі есептеудің дәлдігімен, оларды үшмассалы физикалык моделге жеңіл айналдыруға болатынын көрсетті. Механизмдердің қарапайым кинематикалык. схемасында оларды ең карапайым екімассалық моделге айналдыруға болады.

Қозғағыштардың сипаттамасы, күрделі технологиялык жүктеменің өзгеру заңы, сияқты динамикалык процестер мен жүктемелердің қалыптасуын теориялық зерттеу және оған көптеген факторлардың әсер етуін жан-жақты бағалау мәселесі қойылғанда, сонымен бірге, сызықтық емес сипаттама беру кезінде, екі массалық моделмен шектелуге болады.

Күрделі жүйелердің динамикасын дәл анықтау, көп жағдайда тек масса санына ғана емес, сонымен бірге, сыртқы жүктеме, сызықтық емес байланыстар, машиналардың қосылыстарындағы саңылауларды ескеру және басқа технологиялық және конструктивтік факторларға да байланысты екенін айта кету керек.

Жаңғыруды (резонанс) есептеген кезде тербеліс жиілігін дәл анықтаудың маңызы өте көп, бұл жағдайда көпмассалы жүйені қарастырады.

Машинаның физикалык моделін құрастырған кезде дискреттік және шоғырланған массаларды дұрыс тандауға көңіл бөлу керек. Маховик, ротор, блок, шкив, білік, тісті және жүру доңғалақтары сияқты бөлшектер дискреттік массаларға жатады. Егер бөлшектің диаметрі білік диаметрінен екі және одан да көп есе асса, онда масса дискреттік деп есептеледі.

Машиналардың серпімді бөліктеріне біліктер, байланыстырғыш муфталар, тісті доңғалақ, тартпалы, шынжырлы және арқанды берілістер жатады. Олардың массаларының моменттік инерциясы ескерілмейді. Массалардың инерциялық моменттерін анықтау. Қозғағыш роторларының, тежелу шкивтерінің, муфталардың және т.б. бөлшектердің инерциясының моменттік мәнін тиісті каталогтардан табуға болады немесе олардың жақындатылған мәнін формула бойынша анықтауға болады:

мұнда т бөлшек массасы, кг; D_н - бөлшектің сыртқы диаметрі, м; k _М - бөлшек конструкциясына тәуелді, денеге масса коэффициентінің таралуы: 0,125 бітеу білік үшін; 0,25 қуыс білік үшін; 0,11 жалғағыш муфталар үшін; 0,15 шкивтер үшін; 0,16 тісті доңғалақгар үшін.

Бөлшектің фасондык кыры (профилі) инерциясының моментін - қырын сатылы формамен ауыстырып, шамамен анықтауға болады. Бөлшектің әрбір учаскесі үшін инерция моментін анықтайды:

мұнда: р — материалдың тығыздығы, кг/м³; l_i, d_i. - учаскенің үзындығы немесе диаметрі, м.

Бөлшектің инерция моменті . Жалпы инерция моментін аналитикалық әдіспен табуға болады.

Шкив инерциясының моменті (15 сурет):

.

15 сурет - Күрделі бөлшектер (а) мен қисық шипті-жорғалағыш (кривишипно-ползундық) механизм (б) массаларының инерциялык моменттерін анықтау

 

Қисықшипті механизмді екі шоғырланған массамен ауыстыруға болады: кисық шкифтің цапфында (т₁) шатунның жоғарғы басының саусағында (т₂).. Қисықшипты механизмнің инерция моменті:

;

;

.

мұнда т_ш. - шатун массасы; т_л._к. - поршендік комплекстің массасы.