Определение момента инерции махового колеса

Рассмотрим подробно наиболее простой способ регулирования неравномерности вращения - установку дополнительной маховой массы или маховика. Маховик в машине выполняет роль аккумулятора кинетической энергии. При разгоне часть положительной работы внешних сил расходуется на увеличение кинетической энергии маховика и скорость до которой разгоняется система становится меньше, при торможении маховик отдает запасенную энергию обратно в систему и величина снижения скорости машины уменьшается. Сказанное иллюстрируется графиками, изображенными на рис. 13.2. На этом рисунке: Dw₁ -изменение угловой скорости до установки маховика, Dw₁ ^* - после установки маховика. Отсюда можно сделать вывод: чем больше дополнительная маховая масса, тем меньше изменение Dw₁ ^* и коэффициент неравномерности d.

Произведём расчет махового колеса по заданному коэффициенту неравномерности d для двух случаев:

1. Частный случай: для машин с постоянным приведённым моментом инерции .

Пусть за время периода работа движущих сил не равна работе сил сопротивления тогда максимальные и минимальные угловые скорости будут соответствовать максимальным и минимальным энергиям:

,

где А_{изб.макс.} – максимальная избыточная работа; А_д.с. – работа движущих сил; А_с.с. – работа сил сопротивлений; E_max – максимальная кинетическая энергия механизма; E_min – минимальная кинетическая энергия механизма; J_пр – приведённый момент инерции масс; J_мах – момент инерции махового колеса.

Тогда преобразуя:

.

Окончательно получаем:

.

w1, рад/с без маховика     Dw1   Dw1* w1ср = const с маховиком     0 t, сек Рис. 13.2

2. Общий случай (для машин с переменным приведённым моментом инерции ), положения с максимальными и минимальными значениями скорости не совпадают с положениями при которых максимальные и минимальные значения энергии. Рассмотрим графический способ по методу Виттенбауэра (метод построения диаграммы энерго-масс).

Контрольные вопросы

30. Установившийся режим движения машинного агрегата.

31. Причины вызывающие неравномерность движения.

32. Как оценивается и регулируется неравномерность движения.

33. Определение момента инерции махового колеса для машин с постоянным приведенным моментом инерции.

Лекция 14

Вибрации и колебания в машинах и механизмах, виброактивность и виброзащита. Понятие о неуравновешенности звена и механизма. Статическое уравновешивание рычажных механизмов. Метод замещающих масс. Полное и частичное уравновешивание механизма. Ротор и виды его уравновешивания: статическое, динамическое. Балансировка.