Лекция №14. Тербелмелі-станоктың тепе-теңдік принципі. Ұңғыманы қиын жағдайда штангалы сораппен пайдалану?

Өткен тарауда сораптық штанганың балансир басына іліну нүктесіндегі максималды күш анықталған.

Жоғары жүріс кезінде балансир басына түсетін негізгі күш – сұйық бағанасы мен штанга салмағына тең (Р_ж + Р_шт)

Балансир басының төмен жүрісі кезінде, күш тек штангалар салмағына тең болады, себебі айдау клапаны ашылады да, сұйық бағанасынан түсетін салмақ құбырға беріледі. Бұл электроқозғалтқыштың бірқалыпсыз жұмыс жасауына әкеледі.

Кривошиптің айналуының бірінші жартысы үшін (жоғары жүріс), қозғалтқыш (P_ш+P_ж)S=W₁ тең жұмыс жасайды.

Кривошиптің айналуының екінші жартысы үшін (төменгі жүріс), қозғалтқыш ешқандай жұмыс жасамайды, керісінше ол электроэнерияны желіге генерирлеуі мүмкін, өйткені штанганың ауырлық күші әсерінен трансмиссия жүйесіндегі балансир арқылы қозғалтқыш айналып, желіге P_шS=W тең энергияны беретін еді. Бұл энергия теріс және кривошиптің толық айналысы үшін мына қосындыға тең жұмыс жасайды:

W₁ +W₂ = (P_ш + P_ж) S – P_ш S = P_ж S

Электроқозғалтқышқа түсетін жүктеменің біркелкі еместігін жою үшін, тербелмелі-станокты сәйкес теңестіру арқылы мүмкін.

Штанганың ауырлық күші Р_ш балансирдің жоғары жүрісі және төменгі жүрісі кезінде әсер ететіндіктен, ең болмағанда штанга салмағына тең қарсысалмақтарды орнату қажет. Бұл кезде штангалар теңестіріледі, және қозғалтқыш жоғары жүріс кезінде пайдалы (оң) жұмыс жасайды P_шS=W₁, ал төмен жүріс кезінде нольдік жұмыс жасайды.

Электроқозғалтқышқа түсетін жүктемелер кривошип валындағы айналу моменті жүрістің екі жартысы үшін тұрақты болған шартта тұрақты болады. Жұмыстың жоғары жүріс және төменгі жүрісі үшін теңдігі, тек мына жағдайда ғана іске асады, егер жүрістің бірінші жартысы үшін (j=0-180⁰ штанга іліну нүктесінің жоғары жүрісі) шатунда созылу күші пайда болады, ал жүрістің екінші жартысы үшін (j=360⁰-180⁰ штанга іліну нүктесінің төменгі жүрісі) шатунда сығылу күші Т_с пайда болады. Бұл екі күші абсолюттік шамасы бойынша тең болу керек. Көрсетліген шартты бұзбай орындаған кезде, электроқозғалтқыш бірқалыпты жұмыс жасайды.

10-сурет. Тербелмелі-станоктың кинематикалық сұлбасы.

Жоғары және төменгі жүріс кезінде, әсер ететін барлық күштердің жұмыс теңдеуін құрамыз. Жұмыс оң (пайдалы) болып саналады, егер күш бағыты қозғалыс бағытымен сәйкес келсе.

Балансирдің артқы иығында, балансир тірегінен С қашықтықта жүк G орнатамыз, оның шамасын анықтау қажет.

Штанганың жоғары жүрісі кезінде барлық күштер жұмысының қосындысы келесіге тең:

P₁ S + T_p 2r + Gh = 0 (1)

мұндағы: Р₁ = Р_ж + Р_ш – жоғары жүріс кезіндегі жүктеме;

Т_р – шатундағы созылу күші.

Штанганың төменгі жүрісі кезінде барлық күштер жұмысының қосындысы

P₂ S + T_p 2r - Gh = 0 (2)

мұндағы: Р₂ = Р_ш – төменгі жүріс кезіндегі жүктеме;

Т_с – шатундағы сығылу күші.

(1) теңдеуден Т_р анықтаймыз.

T_p = (P₁ S - Gh)/2r (3)

(2) теңдеуден Т_с анықтаймыз.

T_c = (-P₂ S + Gh) / 2r (4)

Электроқозғалтқыштың теңестіру шарты бойынша, шатундағы созылу және сығылу күштері тең болу керек, яғни

T_p = T_c , онда (3) және (4) ескергенде

P₁ S – Gh = - P₂ S + Gh (5)

(5) формуладан G табамыз.

(6) формуладан шығатыны, тең иықты балансир үшін (а=b), егер G жүкті шатунның балансирмен қосылған нүктесінде орнатсақ, онда G контржүктің салмағы, штанга салмағы Р_ш қосу сұйық бағанасы салмағының жартысына (Р_ж /2) тең болу керек.

(6) формула тербелмелі-станоктың теңестірілу принципін түсіндіреді.

(6) формуланы шығару кезінде, тербелмелі-станок бөлшектерінің: шатун, кривошип, жоғарғы траверса, балансирдің өзінің теңестірілмеген бөлігі т.б. салмағы ескерілмейді.

Мысалы, екі шатун және көлденең траверсаның салмағы контр жүк сияқты әсер етеді.

Егер олардың жалпы салмағы G тең болса, онда ешқандай қосымша жүк теңестіру үшін қажет бомайтыны анық.

Теңестіруге қажетті G жүкті, тек А нүктесінде ғана емес – траверса мен балансирдің қосылу нүктесі, сонымен бірге В нүктесінде - шатун мен кривошиптің қосылу нүктесінде де шоғырландыру мүмкін. Сонымен қатар, теңестіруші жүкті – рычаг ұзындығының қатынастары сәйкестігін ескере отырып, кривошип бойымен орын ауыстыруға болады.

Жүкті айналу осінен R қашықтықта, кривошип жалғасында орналастыру жағдайында, контржүк салмағын r/R есе азайту қажет және ол мынаған тең:

Осылай, тербелмелі-станоктың теңестірілуін, қажетті контржүкті балансирдің артқы иығында немесе кривошипті орналастыру арқылы қамтамасыз етеді. Сол үшін, балансирлі, кривошипті және аралас теңестіруді ажыратады.

Балансирлі теңестіру - жүк көтерімділігі аз тербелмелі-станокта қолданылады.

Кривошипті теңестіру – жүк көтерімділігі үлкен тербелмелі-станокта қолданылады.

Аралас теңестіру – жүк көтерімділігі орташа тербелмелі-станокта қолданылады.

Балансирлі контржүктер шойын пластиналар түрінде жасалады, олар балансирдің артқы иығына ілінеді.

Кривошипті контржүктер жартылай сопақ шойын құйма-пластиналар түрінде жасалады, олар кривошипке бекітіледі.

Тербелмелі-станокты теңестіру үшін, тербелмелі-станоктың куәлік сипаттамасындағы номограммалар қолданылады.

Бірақ, контржүк салмағын және оның кривошипте немесе балансирде бекіту орнын, форма немесе номограмма көмегімен, есептеу жолмен анықтау - әрқашан тербелмелі-станоктың жақсы теңестірілуін қамтамасыз ете алмайды.

Бұл тербелмелі-станок түйіндерде пайда болатын күштердің барлығын, сонымен қатар, тербелменің (качалка) түйіндерінің тозу дәрежесін, жалпы қондырғының ПӘК-і теоретикалық ескеру мүмкін еместігімен түсіндіріледі. Бұлар теоретикалық формулада ескерілмейді, бірақ тербелмелі-станоктың теңестірілуіне елеулі әсерін тигізеді.

Соңғы теңестіру – балансир басының жоғары және төмен жүріс кезінде, электроқозғалтқыш тұтынатын токты реттеу көмегімен іске асады. Электроқозғалтқышты қоректендіретін электржелісіне қосылған амперметр тілі, жоғары және төмен жүріс кезінде бірдей максималды өлшеулер беруі қажет.