Уравновешивание механизмов

В статье были рассмотрены вопросы общеизвестной тенденции настоящего машиностроения, которыми в свою очередь являются повышение максимальной мощности выпускаемых машин, что выражается в многократном увеличении скорости протекания в них рабочих процессов; при этом звеньев и связей механических систем машин возрастает и становится сравнимым с уровнем основного силового потока, перерабатываемого механической системой. Инерционное увеличение характеризует виброактивность машин. На основании этого проблема уравновешивания машин приобретает очень большой, где — то даже масштабный характер. В статье рассмотрен и предложен прием уравновешивания механических систем путем установки корректирующих масс непосредственно в местах генерации инерционного возбуждения.

Ключевые слова: уравновешивание, кинематические колебания, движение, динамическое проектирование механизма машины.

The article deals with the issues of the world trend of modern mechanical engineering is to increase the specific power of the created machines, which is expressed in an increase in the speed of working processes in them; at the same time, the links and connections of mechanical systems of machines increases and becomes comparable to the level of the main power flow transformed by the mechanical system. Inertial loading characterizes the vibration activity of machines. In this regard, the problem of balancing machines becomes particularly relevant. The article proposes a method of balancing mechanical systems by installing correction masses directly at the places of generation of inertial excitation.

Keywords: balancing, kinematic vibrations, motion, dynamic design of the machine mechanism.

Под уравновешиванием мы можем понять и трактовать задачу динамического синтеза механической отдельной запасной части машины с целью наименьших реакций подвижной части машины на ее определенную стойку путем более детального расположения масс подвижных звеньев и плюсом к этому, вводимых корректирующих масс. К основным механизмам общего вида относим: цикловые механизмы, реализующие преобразование движения с переменной в цикле передаточной функцией. Основным, на мой взгляд источником генерации переменных и значительных по модулю реакций являются силы и моменты сил инерции звеньев, совершающих неинерциальное движение. Инерционное достаточное или полностью не используемое значение силы звеньев является неполезным, воспринимается связями, передается на стойку (корпусное звено) и далее на раму и прочие системы автомобильной техники, поддерживающие рабочий процесс машины, а также на контрольно-измерительные приборы, систему автоматического управления и оператора машины.

∑ F _и = 0 , F _и1 + F _и2 +…+ F _иi + F _ур = 0 .

Увеличение удельной мощности машин является наиболее основанной тенденцией развития современного машиностроения, и, как следствие, намного повышается производительность и скорости протекания рабочих процессов машин, что, в дальнейшем, приводит к наибольшему возрастанию инерционного нагружения звеньев и связей, именно основываясь на приведенных выше словах, можно прийти к выводу, что уравновешивание механических систем, как часть общей задачи создания высокотехнологичных машин, является актуальным. [1, c. 145–147]

По указанному выше убеждения (условию), при выполнении которого достигается полное уравновешивание, известны, и они приведены к равенству нулю главного вектора Р, и главного момента М, сил инерции механической системы, т. е. Рин =0, Мин =0. В настоящих используемых системах общего вида только за счет нанесения схемы решения основного механизма выполнение этих условий является невозможным, поэтому введение корректирующих масс является вынужденным приемом достижения целей уравновешивания. [2, c. 67–81]

Наиболее достаточным уравновешивание рычажных механизмов является очень трудоемкой затратой, поэтому в большинстве случаев останавливаются на их статическим уравновешивании. Однако и его не всегда удается восполнить в полной мере. В этих случаях производят наиболее распространенное, статическое уравновешивание. При статическом уравновешивании механизма необходимо обеспечить условие:

Ф _S = 0 .

Так как масса системы всех подвижных звеньев Sm _i ¹ 0 , то ускорение центра масс S этой системы должно быть равно нулю ( а _SM =0). Это условие выполняется, когда центр масс S системы подвижных звеньев механизма не перемещается. Таким образом, статическое уравновешивание есть такое действие, в результате которого центр масс системы подвижных звеньев работающего механизма становиться неподвижным.

Как показала выше предложенная обоснованная теория и как следствие практика, полное соответствие выдвинутым условиям приводит к нерациональным, в инженерном смысле, техническим решениям механизмов машин, поэтому в данный момент времени актуальное распространение получили приемы статического уравновешивания, когда условия выполняется не полностью, или частично. В любом случае выбор схемы уравновешивания оценивается по удовлетворению несогласующихся критериев качества технического решения. Например, полное статическое уравновешивание механизма рычажной схемы, как правило, сопровождается ростом реакции в промежуточных связях, кратным увеличением массы подвижной части машины, ее габаритов

Предложена рациональная схема поузлового уравновешивания механической системы общего вида, позволяющая решить одну из актуальных задач динамики машин — снижение виброактивности и уровня инерционного нагружения звеньев и связей механической системы в движении. Использование кинематической связи движений объекта уравновешивания и корректирующей массы позволяет управлять значением последней.

Литература:

1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов / И. И. Артоболевский. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 640с.
2. Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике: справочное пособие. В 7 т. Т. V. Кулачковые и фрикционные механизмы. Механизмы с гибкими звеньями / И. И. Артоболевский. — 2-е изд., перераб. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1981. –400с.
3. Артоболевский И. И. Механизмы. Справочник. Т.1–7. — М.: Изд. АН СССР, 1949.
4. Ассур Л. В. Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с точки зрения их структуры и классификации. –М.: АН СССР, 1952. — 592 с.
5. Баранов Г. Г. Курс теории механизмов и машин: Учеб. пособие. — М.: Машиностроение, 1974. — 494 с.
6. Баранов Г. Г. Курс ТММ./для авиац. спец. вузов/.Изд. 5-е, стереотип.-М.: Машиностроение, 1975.