Динамические воздействия

Возникновение реакций в кинематических парах обусловлено не только воздействием внешних сил, но и движением звеньев с ускорениями. Дополнительные динамические составляющие реакций учитывают путем введения в расчет сил инерции звеньев. В тихоходных механизмах, где ускорения, а следовательно, силы инерции,

где п — число подвижных звеньев механизма (на рис. 6.1,а_п = 3). Поскольку выше было принято 0),= const, то МФ1=0, Мл(Ф1) = 0. Ранее (в § 5.3) было показано, что динамические составляющие F<,<[, и М„.>_ нагружения основания численно равны общему главному вектору ФЕ и общему главному моменту М,[,± системы сил инерции

где Qo, Мо — статические составляющие векторов Q и М, Од; Мд — динамические составляющие векторов. Аналогично можно представить и нагрузку:

В 5-й главе было показано, что при ускоренном движении звеньев механизма силовое воздействие машины на ее основание содержит динамические составляющие. При установившемся режиме динамические составляющие изменяются циклически. Это значит, что машина оказывает на свое основание периодические возмущения, вызывающие его вибрацию. Для устранения такого вредного воздействия или по крайней мере для его уменьшения надо путем специальных мероприятий свести к нулю эти составляющие или ограничить допустимым значением их амплитуду. Решение подобной задачи, относящейся к динамическому проектированию механизма машинного агрегата, называется его уравновешиванием и составляет содержание настоящей главы. При этом особо будет рассмотрено динамическое воздействие вращающихся звеньев механизма (роторов) на их опоры и способы его устранения.

где п — число подвижных звеньев механизма (на рис. 6.1,а_п = 3). Поскольку выше было принято 0),= const, то Mn>i=0, М4(Ф) = 0. Ранее (в § 5.3) было показано, что динамические составляющие Г0ф и М(,ф_ нагружения основания численно равны общему главному вектору Фг и общему главному моменту МФЕ системы сил инерции

Медленное изменение «собственной» частоты. Изменение будем считать медленным, если за один период функция мало изменяется по сравнению со средним значением на этом периоде. Если р2 (t) — медленно изменяющаяся функция, то характер возмущения условного осциллятора можно считать статическим. Это означает, что динамические составляющие в, левой части уравнения (4.13) пренебрежимо малы по сравнению со «статической» деформацией, т. е.

Такая закономерность наблюдается в системах с положительной обратной связью; с увеличением люфта в подшипнике растут динамические составляющие нагрузки, которые, в свою очередь, увеличивают скорость изнашивания.

составляющими сил сопротивления на рабочем органе (канатном барабане) и определять прочность всех элементов системы, а также и мощность двигателя, исходя только из чисто статических предпосылок. Однако, по мере увеличения скоростей подъема, динамические составляющие возросли до таких величин, что пренебрежение ими уже не гарантировало достаточной надежности конструкции. Эти динамические составляющие на первых порах определяли приближенно и сводили к предположению, что запуск машины происходит равноускоренно в течение ограниченного времени (3—4 сек), которое само по себе принимали без достаточных обоснований. Следующий этап уточнения расчетов потребовал рассмотрения динамической системы машины, включая и приводной электродвигатель, как единого целого, где наряду с чисто механическими параметрами (вес груза, жесткость"канатов) учитывали и пусковые характеристики электропривода, что позволило составить общие динамические уравнения запуска машин, принимая пока ее механическую систему абсолютно жесткой. Следующим этапом явился отказ от последнего допущения и учет упругих деформаций, имеющих место как в жестких (валах, передачах), так и в гибких (канаты) элементах грузоподъемных машин. Это направление наиболее полно отражено в работах М. С. Комарова [35].v

На рис. 5 показана блок-схема программного испытания машины, из которой видно взаимодействие отдельных блоков, каждый из которых представляет собой цикл испытаний или расчетов для получения информации, необходимой для оценки качества и надежности машины. Первый блок связан с формированием значений тех параметров, которые будут варьироваться при испытании. Сюда относятся величины и направления внешних сил (включая их динамические составляющие), скорости и законы перемещения узлов машины, тепловые воздействия на машину и др. Различные сочетания этих параметров при каждом цикле испытания (например, по методу Монте-Карло) дадут возможность оценить выходные параметры машины в вероятностном аспекте.

позволяют измерять средние значения и динамические составляющие давления в широком диапазоне с выводом информации на цифровое табло и печатающее устройство и записью динамических процессов на светолучевом осциллографе. Для измерений пульсаций давления корпус датчика давления (рис. 2.34, а) располагается в гнезде на стенке канала. Датчик жестко связан с преобразователем через коаксиальный ввод. Сигнал первичного преобразователя по кабелю длиной несколько метров передается на усилитель-ограничитель, далее на частотный детектор и усилитель. Имеется возможность с повышенной точностью измерять среднее давление цифровым частотомером (по калибровочным зависимостям), в цифровой форме регистрировать измеряемое среднее давление вольтметром и записывать динамические процессы до 5 кГц на светолучевом осциллографе. Чувствительность измерительного комплекса может быть увеличена, если использовать электронный осциллограф с дополнительным усилителем. Таким способом были зафиксированы пульсации давлений с амплитудой около 980 Па. Возможность работы со всеми емкостными датчиками делает этот комплекс универсальным по применению в практике эксперимента. Емкостный измерительный комплекс может быть использован для измерения толщин пленки (см. § 2.8), усилий (например, напряжений трения на поверхности), перемещений.

где Qo, M0, х0, <7„, (Л0 — статические составляющие соответствующих векторов; Д<2, ДМ, Дх, Д<7, Д^ — динамические составляющие, которые считаются малыми. Так как рассматриваются малые колебания, то векторы и, у и со можно считать малыми.

двигатель (турбина, генератор, двигатель внутреннего сгорания, любой роторный механизм), установленный на фундаменте, имеет неуравновешенный ротор. Здесь источником колебаний является ротор, а объектом виброзащиты — корпус двигателя, динамические воздействия представляют собой динамические реак-

регатами; можно стремиться к уменьшению колебаний кабины водителя или только сидения. В каждом случае объект, источник и динамические воздействия будут определяться по-разному.

Иногда бывают заданы не динамические воздействия, а перемещения точек крепления связей к источнику. Такие воздействия называются кинематическими. Силовые и кинематические воздействия часто объединяются общим термином — механические воздействия.

В первую очередь вибрация оказывает вредное влияние на рабочих, использующих ручные механизированные инструменты, на персонал, обслуживающий вибрационные машины (виброгрохоты, вибромолоты, виброштамповки свай, труб и т. п., виброконвейеры, виброкатки, виброуплотнители, вибросепараторы, вибраторы жидкого металла, средства вибрационной очистки и т. д.), а также многие строительные, дорожные и сельскохозяйственные машины (бульдозеры, грейдеры, скреперы, тракторы, комбайны и т. д.). В несколько меньшей степени действие вибрации обычно испытывает персонал, связанный с работой машин и механизмов, содержащих неуравновешенные движущиеся элементы, а также с работой всех видов транспортных средств. В перечисленных случаях возникает необходимость ограничения вредного воздействия вибрации на человека. Допустимые для человека динамические воздействия регламентируются санитарными нормами и правилами. Создание эффективных методов и средств индивидуальной и комплексной виброзащиты человека-оператора является одной из важнейших технико-экономических и социальных задач современной техники.

Динамическое гашение колебаний. Динамический в и б-рогаситель (кратко— гаситель) формирует дополнительные динамические воздействия, прикладываемые к объекту в точках присоединения гасителя. Динамическое гашение осуществляется при таком выборе параметров гасителя, при котором эти дополнительные воздействия частично уравновешивают (компенсируют) динамические воздействия, возбуждаемые источником.

Виброизоляция. Действие виброизоляции сводится к ослаблению связей между источником и объектом; при этом уменьшаются динамические воздействия, передаваемые объекту. Ослабление связей обычно сопровождается возникновением некоторых нежелательных явлений: увеличением статических смещений объекта, увеличением амплитуд относительных колебаний при низкочастотных воздействиях и при ударах, увеличением габаритов системы. Поэтому применение виброизоляции как метода виброзащиты, в большинстве случаев связано с нахождением компромиссного решения, удовлетворяющего всю совокупность требований.

Для работы при высоких скоростях могут применяться только бесконечные ремни (сшивки вызывают большие динамические воздействия), тонкие и высокопрочные, обусловливающие меньшие напряжения изгиба, малую массу и меньшие центробежные силы.

Нагрузка от заполнения оборудования (аппаратов) может иметь два значения: одно - в период эксплуатации и другое - во время испытания. Как правило, во время испытания аппарат заполняется полностью, поэтому число одновременно испытываемых аппаратов следует ограничивать одним-двумя, что должно быть отражено в технологическом задании. Нагрузка от трубопроводов должна быть задана в виде сосредоточенных вертикальных и горизонтальных сил, учитывающих вес самих труб с изоляцией и заполнением, а также от их температурных деформаций. Динамические воздействия оборудования вызывают крайне нежелательные колебания конструкций этажерки, поэтому во всех случаях следует рассмотреть возможность переноса механизмов вниз с опиранием на свои фундаменты. Конструкции здания при опирании на них механизмов должны быть достаточно жесткими, чтобы максимальная амплитуда колебаний их не превышала предельного нормативного значения, указанного в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий».

25. Корчинский ИЛ., Грилль А.А. Расчет висячих покрытий на динамические воздействия. -М.. Стройиздат, 1978.

К временным длительным относятся: масса стационарного оборудования (включая обычные динамические воздействия и торможение), массы обычных при эксплуатации осадков и отложений (пыль, конденсат и т.д.), давление обычной интенсивности газов, жидкостей и сыпучих материалов, влияние эксплуатационной температуры при нормальной работе сооружения с учетом температуры замыкания конструкций при монтаже.

двигатель (турбина, генератор, двигатель внутреннего сгорания, любой роторный механизм), установленный на фундаменте, имеет неуравновешенный ротор. Здесь источником колебаний является ротор, а объектом виброзащиты — корпус двигателя, динамические воздействия представляют собой динамические реак-