Вы здесь

Розробка та аналіз роликової формувальної установки з рекупераційним приводом

Автор: 
Почка Костянтин Іванович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
0408U005259
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ РУХУ РОЛИКОВОЇ ФОРМУВАНОЇ УСТАНОВКИ З РЕКУПЕРАЦІЙНИМ
ПРИВОДОМ
2.1. Синтез роликової формувальної установки з рекупераційним приводом
В існуючих установках поверхневого роликового ущільнення залізобетонних виробів
використовується кривошипно-повзунний або гідравлічний привод
зворотно-поступального руху формувального візка з укочувальними роликами [22,
25, 27, 48, 104]. Значним недоліком даних пристроїв є недосконалість приводного
механізму. Цей недолік проявляється в тому, що під час постійних
пускогальмівних режимів руху втрачається значна частина кінетичної енергії, яка
йде на втомлене руйнування конструкції.
Тому постає задача створення такого приводного механізму роликової формувальної
установки, в якому при зворотно-поступальному русі формувального візка
кінетична енергія одних ланок установки змогла б перетворюватися в кінетичну
енергію інших ланок.
Для вирішення цієї задачі пропонується схема пристрою (рис. 2.1.), в якому при
зміні напрямку руху візків відбувається передача кінетичної енергії від одного
візка до другого [72]. Пристрій складається з двох однакових візків 1 і 2,
кожний з яких приводиться в зворотно-поступальний рух від одного приводу, до
складу якого входять два кривошипно-повзунних механізми, де кривошипи 3 і 4
жорстко закріплені на одному приводному валу 5 і зміщені один відносно другого
на кут [90]. Шатуни 6 і 7 з’єднані відповідно з візками 1 і 2. Наявність
єдиного приводу дозволяє знизити енергетичні затрати за рахунок безпосередньої
передачі кінетичної енергії від одного візка до другого при постійних
пускогальмівних режимах руху.
Рис. 2.1. Кінематична схема спарених кривошипно-повзунних механізмів, які
реалізують рекуперацію енергії при зворотно поступальному русі візків
Для даного пристрою необхідно визначити таке значення кута , при якому
відбувалася б максимально можлива передача кінетичної енергії від одного візка
до другого. Умовою неспоживання енергії ззовні на пуско-гальмівні режими руху
візків при незначній зміні сил тертя та сукупності всіх дисипативних сил
системи є незмінність їх сумарної кінетичної енергії протягом одного циклу руху
(один повний оберт кривошипа):
, (2.1)
де , – функції кінетичної енергії візків 1 і 2 відповідно; , – функції
кінетичної енергії шатунів 6 і 7; – функція кінетичної енергії приводного
механізму, враховуючи кривошипи 3 та 4; – постійне значення енергії, яке
дорівнює максимальному значенню кінетичної енергії одного з візків із
приєднаним до нього шатуном та приводним механізмом при умові, що кожний з
візків в деякий момент часу перебуває в стані нерухомості (при досягненні
візками крайніх положень).
Кінетична енергія візків визначається залежностями [7]:
; (2.2)

, (2.3)
де , – маси візків 1 та 2 відповідно; та – швидкості руху центрів мас візків.
Оскільки в цьому пристрої візки однакові, то [72].
Кінетична енергія шатунів 6 та 7 визначається залежностями [7]:
; (2.4)
, (2.5)
де - довжина шатунів; - маса одиниці довжини шатуна; , , , - швидкості руху
центрів мас шатунів 6 та 7; – моменти інерції шатунів 6 та 7, що проходять
через цент їх мас і перпендикулярні до площин їх руху; , - кутові швидкості
обертання шатунів 6 та 7.
Кінетична енергія приводного механізму визначається залежністю [7]:
, (2.6)
де - момент інерції приводного механізму, зведений до осі повороту приводного
валу; - кутова швидкість обертання приводного валу 5 з кривошипами.
Для визначення лінійних швидкостей центрів мас візків 1 і 2, центрів мас
шатунів 6 та 7, а також кутових швидкостей шатунів 6 та 7, необхідно спочатку
визначити їхні функції положення.
Координати центрів мас візків (рис. 2.1) визначаються залежностями:
; (2.7)
, (2.8)
де - радіус кривошипів; - кутова координата кривошипа 3; - кут зміщення
кривошипа 4 відносно кривошипа 3; - кутова координата, яка визначає положення
шатуна 6 відносно горизонталі; - кутова координата, яка визначає положення
шатуна 7 відносно горизонталі.
Кутові координати положення шатунів 6 і 7 відносно горизонталі визначаються
залежностями:
; . (2.9)
Підставивши залежності (2.9) у вирази (2.7) та (2.8), отримано кінцеві формули
для визначення координат центрів мас першого та другого візків:
; (2.10)
. (2.11)
Координати центрів мас шатунів 6 та 7 (рис. 2.1) із врахуванням виразів (2.9)
визначаються наступними залежностями:
; ; (2.12)
; . (2.13)
Лінійні швидкості центрів мас візків 1 і 2 та центрів мас шатунів 6 і 7, а
також кутові швидкості обертання шатунів 6 і 7 при постійній кутовій швидкості
кривошипу (const) визначаються залежностями:
; (2.14)
; (2.15)
; ; (2.16)
; ; (2.17)
; , (2.18)
де , , , ,, , , - перші передаточні функції центрів мас відповідно візків 1 і
2, центрів мас та кутового положення шатунів 6 і 7, які визначаються наступним
чином:
; (2.19)
; (2.20)
; ; (2.21)
; ; (2.22)
; . (2.23)
Після цього вирази кіне