Метод Мерцалова

Содержание

Слайд 2

План 1.Схема машины 2.Динамическая модель машинного агрегата 3.Определение необходимого момента инерции

План

1.Схема машины
2.Динамическая модель машинного агрегата
3.Определение необходимого момента инерции маховых масс
4-5

Метод Мерцалова
6.Колебания в механизме
7.Момент инерции первой группы звеньев
8.Область применения
9-14Пример расчета необходимого момента инерции маховика
15.Обзор типов маховиков
16.Список литературы
Слайд 3

1.Схема машины Динамическая модель механизма дизель – энергетического агрегата

1.Схема машины

Динамическая модель механизма дизель – энергетического агрегата

Слайд 4

2.Динамическая модель машины Динамическая модель этого же машинного агрегата в виде

2.Динамическая модель машины

Динамическая модель этого же машинного агрегата в виде одного

звена, к которому приведены силы и массы.
Слайд 5

3.Определение необходимого момента инерции маховых масс Из анализа одномассовой динамической модели

3.Определение необходимого момента инерции маховых масс

Из анализа одномассовой динамической модели машины

с жёсткими звеньями следует, что основным условием работы МА в установившемся режиме является равенство суммарной работы нулю за цикл. При этом внутри цикла могут существовать изменения скорости звена приведения около среднего значения. Исследования износов в кинематических парах механизмов показывают непосредственную связь их с величинами колебаний скоростей звеньев относительно среднего значения. При превышении критической величины колебаний начинаются нарушения рабочего процесса машин, связанные с рассогласованием движения органов системы управления. Вот почему для большинства поршневых и других машин практикой установлены допустимые величины этих колебаний в виде безразмерного коэффициента неравномерности вращения главного вала

-максимальное и минимальное значение
скорости вращения вала в цикле

-среднее значение скорости вращения вала.

Слайд 6

4.Метод Мерцалова Наиболее простым способом снижения неравномерности вращения является увеличение инерционности

4.Метод Мерцалова

Наиболее простым способом снижения неравномерности вращения является увеличение инерционности механической

системы за счёт расположения на главном валу машины маховика, который по принципу работы аналогичен конденсатору электрической энергии в цепи электрического фильтра. В основу расчета необходимого для этой цели момента инерции маховой массы профессором МВТУ им. Н.Э. Баумана Мерцаловым были положено максимальное изменение кинетической энергии в цикле установившегося движения , которое связано с коэффициентом неравномерности вращения
Слайд 7

5.Метод Мерцалова где: J- приведенный момент инерции звеньев «первой группы», имеющий постоянное значение. ,

5.Метод Мерцалова

где: J- приведенный момент инерции звеньев «первой группы», имеющий постоянное

значение.

,

Слайд 8

6.Колебания в механизме Источником колебаний являются периодические изменения работ сил и

6.Колебания в механизме

Источником колебаний являются периодические изменения работ сил и кинетической

энергии звеньев механизма, получающие отражение в динамической модели как изменения приведенного суммарного момента сил и приведенного момента инерции второй группы звеньев
Профессором Мерцаловым было выдвинуто допущение о незначительном влиянии коэффициента неравномерности на изменение кинетической энергии второй группы звеньев и было предложено при определять её по средней скорости вращения звена приведения

Δ


Слайд 9

7.Момент инерции первой группы звеньев При этом допущении получается простое расчетное

7.Момент инерции первой группы звеньев

При этом допущении получается простое расчетное выражение

для определения необходимого момента инерции «первой группы» звеньев
При имеющемся меньшем значении J1 в машине необходимо устанавливать маховик, который увеличивает суммарное значение маховых масс до величины Jнеобх.
Слайд 10

8.Область применения Расчётом необходимых масс накопителей механической энергии решаются следующие задачи:

8.Область применения

Расчётом необходимых масс накопителей механической энергии решаются следующие задачи:
Снижение колебаний

и износов деталей трансмиссий;
Снижение необходимой мощности, габаритов и стоимости двигателей;
Снижение расхода энергии машины в эксплуатации;
Снижение загрязнения атмосферы при работе ДВС.
Слайд 11

9.Пример расчета необходимого момента инерции маховика. В качестве примера рассмотрим МА,

9.Пример расчета необходимого момента инерции маховика.

В качестве примера рассмотрим МА, периодическая

переменная нагрузка которого имеет ярко выраженный пиковый характер (рис 2). Под нагрузкой обычно понимают момент сопротивления Мсопр. , приложенный со стороны РМ. Продолжительную часть времени момент сопротивления имеет незначительное значение, а некоторое непродолжительное время tпик нагрузка имеет пиковое значение Ма . Продолжительность пиковой нагрузок характеризуется коэффициентом скважности

,

Где tпик , φн - время действия пиковой нагрузки и соответствующий угловой промежуток поворота вала; Тцикл - период цикла изменения нагрузки.

Слайд 12

10.Пример расчета необходимого момента инерции маховика Рис.2

10.Пример расчета необходимого момента инерции маховика

Рис.2

Слайд 13

11.Пример расчета необходимого момента инерции маховика Принимая приведенный момент двигателя Mдв

11.Пример расчета необходимого момента инерции маховика

Принимая приведенный момент двигателя Mдв постоянным,

можно найти необходимую его мощность Wдв из условия равенства работ с работой момента сопротивления за цикл установившегося движения

При допущении постоянного значения приведенных моментов инерции изменения кинетической энергии и суммарной работы в цикле принимают максимальные значения при максимальной скорости ωmax звена приведения

Слайд 14

12.Пример расчета необходимого момента инерции маховика Скорость ω увеличиваются за промежуток

12.Пример расчета необходимого момента инерции маховика

Скорость ω увеличиваются за промежуток между

пиковыми нагрузками до максимальной величины

Отсюда необходимое значение момента инерции накопителя энергии, приведенного к главному валу машины и вращающемуся со средней скоростью ωср , и связано с мощность Wпик и периодом изменения Тцикл пиковой нагрузки

= Wпик Тцикл / ([ δ ] ωср ).

Слайд 15

15.Обзор типов маховиков В настоящее время, существуют пять основных типов маховиков:

15.Обзор типов маховиков В настоящее время, существуют пять основных типов маховиков:

Диск с

отверстием

Диск равной прочности

Обод со спицами

Супермаховики

Ленточный