microbik.ru
1
УДК 631.311

О ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МАШИН ПРИ ПОМОЩИ

УТОЧНЕННОГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КУЛАЧКОВО-РЫЧАЖНЫХ

МЕХАНИЗМОВ
Е.В. Булатников, В.А. Перов

ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия
Рычажно-кулачковые механизмы достаточно широко применяются в современных машинах, в том числе и в мелиоративных [1]. В частности, рычажно-кулачковым механизмом можно считать механизм уклона дренажных трубоукладочных машин [2]. Уточненный динамический расчет этих механизмов с учетом упругости элементов и стохастического характера нагрузки приведет к повышению эффективности их работы, а также к повышению эффективности работы всей мелиоративной машины.

В качестве примера уточненного динамического расчета рычажно-кулачкового механизма мелиоративной машины приведем расчет кулачкового механизма с учетом упругости элементов и стохастического характера нагрузки.

Дифференциальное уравнение движения кулачкового механизма с упругим толкателем имеет следующий вид:

. (1)

Здесь , , , , , ,

- обобщенная координата; - угол поворота упругого коромысла (толкателя); - угол поворота жесткого толкателя; b, c – коэффициент сопротивления и коэффициент жесткости толкателя () и вала (), - момент инерции толкателя относительно оси вращения - модули сдвига материалов толкателя и кулачкового вала.

Если принять, что - угловая скорость вращения кулачка, то можно от уравнения (1) перейти к следующему уравнению

, (2)

где введены обозначения , , , .

Представим функцию нагрузки в виде

. (3)

Здесь - заданные постоянные, которые можно получить из аппроксимации экспериментальных данных 2. Стационарную случайную функцию берем с известной спектральной плотностью

, (4)

где - дисперсия; - коэффициент корреляции; - преобладающая частота воздействия.

Для уравнения (2) получаем импульсную переходную функцию системы в виде

. (5)

Если воспользоваться методикой определения стохастических характеристик ударных случайных процессов в рассматриваемой системе, то получим при ;



, . (6)

Если для упрощения принять, что , то получаем приближенную формулу для стохастической характеристики виброупругого перемещения А:

(7)

Здесь введены обозначения: , , , , .


График зависимости безразмерной дисперсии виброупругого

перемещения от относительного угла поворота кулачкового вала
Для некоторых численных данных: , , был построен график безразмерной дисперсии виброупругого смещения , который представлен на рисунке при значениях параметра нелинейности и (пунктирная линия) и трех значений параметра отношения частот . Из анализа графиков видно, что максимальная величина KA уменьшается с увеличением величины отношения частот . Это дает уменьшение среднеквадратичной амплитуды виброупругого смещения, что в свою очередь, повышает эффективность работы механизма и машины.
Библиографический список


  1. Горецкий С.С., Мер И.И. Современные мелиоративные и строительные машины. М.: Колос, 1970. 200 с.

  2. Строительные машины для механизации гидромелиоративных работ. /Под ред. Сурикова В.В.. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.