ch机器的运转及其速波动的调节实用实用教案

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1、11-1 概述概述(i sh) 原动件的运动规律与作用在机械的外力原动件的运动规律与作用在机械的外力(wil)(wil)、原动件的位、原动件的位置和所有构件的质量、转动惯量等因素有关，因此，原动件的速置和所有构件的质量、转动惯量等因素有关，因此，原动件的速度和加速度是随时间而变化的。假设原动件等速运动所得分析结度和加速度是随时间而变化的。假设原动件等速运动所得分析结果必然存在误差。果必然存在误差。 如何确定机器如何确定机器(j q)(j q)的真实运动规律？的真实运动规律？ 机械在运转过程中经常会出现速度波动，这种速度波动机械在运转过程中经常会出现速度波动，这种速度波动会导致在运动副中产生附加

2、的动压力，并引起机械的振动，会导致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，从而降低机械的寿命、效率和工作质量。从而降低机械的寿命、效率和工作质量。 如何分析机械运转速度波动的程度？有哪些调节方法如何分析机械运转速度波动的程度？有哪些调节方法可将机械运动速度波动的程度限制在许可的范围之内？可将机械运动速度波动的程度限制在许可的范围之内？第1页/共45页第一页，共46页。一、一、 机器机器(j q)运转的三个阶段运转的三个阶段 稳定运转稳定运转启动启动三个阶段：起动、稳定三个阶段：起动、稳定(wndng)运转、停车。运转、停车。t停止停止 11-2 机器机器(j q)运转的三个阶段及其作用力

3、运转的三个阶段及其作用力1.起动阶段起动阶段机械的角速度机械的角速度由零渐增至由零渐增至m（正常工作速度正常工作速度），其功能关系为：），其功能关系为： Wd-(WrWf)=E1-E0 起动时可以不加负载，等达到稳定运转后再加，能缩短起动时间。起动时可以不加负载，等达到稳定运转后再加，能缩短起动时间。机器的输入功恒大于输出功和损耗功之和机器的输入功恒大于输出功和损耗功之和 第2页/共45页第二页，共46页。匀速稳定运转匀速稳定运转(ynzhun)：常数常数 周 期 周 期 ( z h u q ) 变 速 稳 定 运 转 ：变 速 稳 定 运 转 ：(t)=(t+Tp)非周期变速非周期变速(bi

4、n s)稳定稳定运转运转 稳定运转稳定运转启动启动t停止停止 m m t稳定运转稳定运转启动启动停止停止启动启动m m t 稳定运转稳定运转 停止停止2. 稳定运转阶段稳定运转阶段 m常数，常数， Wd-(WrWf)=E1-E0=0 m常数，而常数，而（瞬时角速度瞬时角速度）作周期性变）作周期性变化；化；在一个运动循环周期内，在一个运动循环周期内， Wd-(WrWf)=E1-E0=0第3页/共45页第三页，共46页。3. 停车停车(tng ch)阶段阶段 由由m渐减为零；渐减为零；-(WrWf)=E1-E0=EMer或或MerMed，可能会导致，可能会导致“飞车飞车”破坏或破坏或导致停车导致停

5、车(tng ch)现象。为了避免这两种情况的发生，必须对这种现象。为了避免这两种情况的发生，必须对这种非周期性的波动进行调节。非周期性的波动进行调节。 机械的非周期性速度波动调节的本质是要机械重新恢复建立稳机械的非周期性速度波动调节的本质是要机械重新恢复建立稳定运转状态。为此，就需要设法使等效驱动力矩与等效工作阻力矩定运转状态。为此，就需要设法使等效驱动力矩与等效工作阻力矩恢复平衡关系。恢复平衡关系。第29页/共45页第二十九页，共46页。机械的非周期性速度波动的调节机械的非周期性速度波动的调节(tioji)有两种情况：有两种情况：其本身其本身(bnshn)具有自调性。具有自调性。（2）对于）

6、对于(duy)以内燃机等为原动机的机械，以内燃机等为原动机的机械，需安装调速器来调节。需安装调速器来调节。 调速器的种类很多安执行机构分类，主要有机械式的、气动调速器的种类很多安执行机构分类，主要有机械式的、气动式的、机械气动式的、液压式的、电液式的和电子式的。式的、机械气动式的、液压式的、电液式的和电子式的。（1）对于以电动机为原动机的机械对于以电动机为原动机的机械，第30页/共45页第三十页，共46页。发动机用油发动机用油油箱油箱(yuxing)供油供油油箱供油油箱供油发动机用油发动机用油离心式调速器的工作离心式调速器的工作(gngzu)原理原理油箱供油油箱供油进油减少进油减少转速降低转速

7、降低开口增大开口增大回油增加回油增加第31页/共45页第三十一页，共46页。1、机械运转的平均速度、机械运转的平均速度(pn jn s d)和不均匀系数和不均匀系数TmdT01平均平均(pngjn)角角速度：速度：T T额定额定( dng)转转速速已知主轴角速度：已知主轴角速度：=(t)不容易求得，工程上常采用算术平均值：不容易求得，工程上常采用算术平均值：m(max +min)/2 对应的转速：对应的转速： n 60m /2 rpm对于周期性速度波动的机械，加装飞轮可以对速度波动的范围进行调节。下面介绍有关原理。maxmaxminmin11-4 飞轮的设计飞轮的设计第32页/共45页第三十二

8、页，共46页。定义：定义：(maxmin)/ m 为机器运转速度不均为机器运转速度不均匀系数，它表示了机器速度波动匀系数，它表示了机器速度波动(bdng)的程度。的程度。maxm(1+/2)可知，当可知，当m一定时，一定时，愈小，则差值愈小，则差值maxmin也愈也愈小，说明机器小，说明机器(j q)的运转愈平稳。的运转愈平稳。minm(1-/2)2max2min 22m 由由m(max +min)/2 以及以及(yj)上式可得：上式可得： maxmin 表示了机器主轴速度波动范围的大小，称为表示了机器主轴速度波动范围的大小，称为绝对不均匀度绝对不均匀度。但在。但在差值相同的情况下，对平均速度

9、的影响是不一样的。差值相同的情况下，对平均速度的影响是不一样的。第33页/共45页第三十三页，共46页。对于不同的机器，因工作对于不同的机器，因工作(gngzu)(gngzu)性质不同而取不同的值性质不同而取不同的值。设计设计(shj)(shj)时要求：时要求：表表8-1 机械运转机械运转(ynzhun)速度不均匀系数速度不均匀系数的取值范围的取值范围驱动发电机的活塞式内燃机，主轴速度波动范围太大，势必影响输出电压的稳定性，故这类机械的应取小些；反之，如冲床、破碎机等机械，速度波动大也不影响其工作性能，故可取大些机械名称机械名称 机械名称机械名称 破碎机破碎机 0.10.2 压缩机和水泵压缩机

10、和水泵 0.03 0.05 交流发电机交流发电机 0.0020.003 冲床和剪床冲床和剪床 0.050.15 减速器减速器 0.015 0.020 第34页/共45页第三十四页，共46页。2、飞轮、飞轮(filn)设计的基本原理设计的基本原理飞轮设计的基本问题：已知作用在主轴上的驱动力矩飞轮设计的基本问题：已知作用在主轴上的驱动力矩(l j)和阻力矩和阻力矩(l j)的变化规律，在的变化规律，在的范围内，确定安装在主的范围内，确定安装在主轴上的飞轮的转动惯量轴上的飞轮的转动惯量 JF 。飞轮的调速是利用它的储能作用，在机械系统出现盈功时，吸收飞轮的调速是利用它的储能作用，在机械系统出现盈功时

11、，吸收储存多余能量，而在出现亏功时释放其能量，以弥补能量的储存多余能量，而在出现亏功时释放其能量，以弥补能量的不足，从而不足，从而(cng r)(cng r)使机械的角速度变化幅度得以缓减，即达使机械的角速度变化幅度得以缓减，即达到调节作用。到调节作用。飞轮调速的基本原理飞轮调速的基本原理 第35页/共45页第三十五页，共46页。0022maxmin1122abFcaFcbJJJJJJMdMd3、飞轮、飞轮(filn)转动惯量的近似计转动惯量的近似计算算22maxminmaxminmax12FcJJWWW 忽略忽略(hl)变传比的等效转动惯量变传比的等效转动惯量maxminmaxWWW 最大赢亏功：最大赢亏功：JF=Wmax/(m2）Jc由上式可得：由上式可得：第36页/共45页第三十六页，共46页。则则 JF900Wmax/(n22）JcMer或MerMed，可能会导致(dozh)“飞车”破坏或导致(dozh)停车现象。JcJF。则最大动能增量及最大盈亏功等于指示图中最低点到最高点之间的高度值。选定飞轮的材料和比值H/B之后，可得飞轮截面尺寸。感谢您的观赏第四十六页，共46页。