機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)

第7章機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)7.1機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法機械運轉(zhuǎn)速度的波動可分為兩類（1）周期性速度波動調(diào)節(jié)周期性速度波動的常用方法是在機械中加上—個轉(zhuǎn)動慣量很大的回轉(zhuǎn)件——飛輪。盈功使飛輪的動能增加，虧功使飛輪的動能減小。飛輪的動能變化為，顯然，動能變化數(shù)值相同時，飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J越大，角速度ω的波動越小。（2）非周期性速度波動如果輸入功在很長一段時間內(nèi)總是大于輸出功，則機械運轉(zhuǎn)速度將不斷升高，直至超越機械強度所容許的極限轉(zhuǎn)速而導致機械損壞；反之，如輸入功總是小于輸出功，則機械運轉(zhuǎn)速度將不斷下降，直至停車。汽輪發(fā)電機組在供汽量不變而用電量突然增減時就會出現(xiàn)這類情況。種速度波動是隨機的、不規(guī)則的，沒有一定的周期，因此稱為非周期性速度波動。這種速度波動不能依靠飛輪來進行調(diào)節(jié)，只能采用特殊的裝置使輸入功與輸出功趨于平衡，以達到新的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。這種特殊裝置稱為調(diào)速器。機械式離心調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，常用于電唱機、錄音機等調(diào)速系統(tǒng)之中；但它的體積龐大，靈敏度低，近代機器多采用電子調(diào)速裝置實現(xiàn)自動控制。本章對調(diào)速器不作進一步論述，下面各節(jié)主要討論飛輪設計的有關(guān)問題7.2飛輪設計的近似方法機械運轉(zhuǎn)的平均速度和不均勻系數(shù)各種不同機械許用的機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ，是根據(jù)它們的工作要求確定的。例如驅(qū)動發(fā)電機的活塞式內(nèi)燃機，如果主軸的速度波動太大，勢必影響輸出電壓的穩(wěn)定性，所以這類機械的機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)應當取小一些；反之，如沖床和破碎機等一類機械，速度波動稍大也不影響其工藝性能，這類機械的機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)便可取大一些。幾種常見機械的機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)可按表7-1選取。表7-1機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ的取值范圍粗機械咽名稱旱破碎釋機乘沖床高和剪吸床綱壓縮旁機和切水泵陜減速葬器逐交流煩發(fā)電袋機忍δ慮0三.遼10哀~假0恨.窯20裂0爆.您05腹~備0漸.抬15旦0墓.森03濟~維0穗.減05坦0般.啦01旦5炮~陽0舌.蜻02秩0竊0份.喚00群2刷~鵝0寇.僚00邁3飛輪設計的基本原理飛輪設計的基本問題是：已知作用在主軸上的驅(qū)動力矩和阻力矩的變化規(guī)律，要求在機械運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ的容許范圍內(nèi)，確定安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。由最大盈虧功(從ωmin到ωmax區(qū)間為最大盈功，從ωmin到ωmax區(qū)間為最大虧功)轉(zhuǎn)化而來的。即：由此得到安裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量(7-6)仍證艱由上針式可深知：俯1)健當與獸ω考m芽一定倦時，定飛輪梁轉(zhuǎn)動聚慣量障J映與機羨械運蹈轉(zhuǎn)速棵度不記均勻擾系數(shù)緊δ坐之間耕的關(guān)擦系為帝一等蒜邊雙調(diào)曲線崖，如尋圖7騙-責3所搬示?；彤斣佴馁v很小主時，驚略微挪減小勺δ漁的數(shù)匯值就同會使址飛輪和轉(zhuǎn)動礦慣量城激增形。因南此，嚷過分霧追求缺機械冊運轉(zhuǎn)緣速度唇均勻負將會蔥使飛洪輪笨與重，盡增加臟成本垂。2粥)當含J城與翼ω婚m宇一定托時，岸A盼ma戚x致與錫δ稻成正幅比，煮即最分大盈用虧功糟越大敏，機鋼械運內(nèi)轉(zhuǎn)速盈度越磚不均宋勻。忍3)透J與嘆ω帳m隙的平捐方成革反比反，即腹主軸懸的平辟均轉(zhuǎn)酷速越傭高，耐所需范安裝休在主梅軸上矩的飛姻輪轉(zhuǎn)苗動慣濫量越炎小。麗兇潛飛輪左也可息以安械裝在項與主歲軸保赤持固耽定速航比的裳其他咸軸上卻，但高必須騰保證誦該軸趟上安銷裝的昂飛輪酷與主叔軸上惑安裝汽的飛娘輪具隱有相棒等的瓣動能萄，即哭或夸四怒憲饞移黑英汪享霞緣捆冷筋丑羨耕寺興舌蒼土邊疫嬌餐(百7餡-揉7)坊式中負ω私m制'泰為任六選飛朵輪軸面的平思均角莫速度勁，塵J'組為安掏裝在巷該軸所上的督飛輪眉轉(zhuǎn)動斥慣量蔑。由壘上式邀可知夠，欲何減小其飛輪盲轉(zhuǎn)動鉤慣量遍，可以以選母取高促于主碼軸轉(zhuǎn)嗓速的金軸安拖裝飛消輪。柏通常型主軸越具有杏良好殼的剛音性，侍所以翻多數(shù)顛機器弱的飛爹輪仍當安裝召在主蓋軸上拔。甜7.碼2.蒼2流免最大理盈虧婦功頭Am悲ax形的確名定齊計算雪飛輪剝轉(zhuǎn)動按慣量遲必須距首先貪確定逮最大嬌盈虧工功。篇若給濕出作春用在誼主軸頓上的疾驅(qū)動釀力矩水M'章和阻蕉力矩衰M"羽的變舊化規(guī)頑律，壩Am畢ax勁便可篇確定變?nèi)缦略恚海╝）（b）（a）（b）圖7-4最大盈虧功的確定遺到誓在概oa鬼區(qū)間叼，輸現(xiàn)入功殊與輸跑出功歡之差車為仿哪閣如前銷所述瓜，盈娃虧功哭等于趙機器熔動能深的增罷減量無。設的E煎O超為主割軸角曉位置耽φ病o蛇時機崇器的所動能享，則均主軸晌角位央置給φ燈a謎時，嘗機器聲的動核能薯Ea齊應為兩.伐.眾.桐.禽.壺.債.訊.你.襖.錢.錘.衫.銳.程.晉.右.皂.蠅.挖.員第還以上越動能爽變化鞭也可揚用能里量指腰示圖輸表示逆。如鋪圖7如-乎4螞b控所示劣，從干o厭點出雕發(fā)，嚇順次就作向劇量資、襪、芝、餃、頑表示拔盈虧片功驗A案oa頁、接A然ab雙、A賓bc竟、A應cd拜、碌和踩A山do曠(盈釘功為御正，溜箭頭核朝上寄；虧弓功為恢負，湯箭頭追朝下仇)。孕由于軋機器葡經(jīng)歷滔一個待周期雕回到嘩初始翻狀態(tài)她，其煤動能圣增減棋為零航，所主以該捧向量材圖的虛首尾捷應當興封閉衰。由豐圖可作知，粱d巷點具室有最爺大動寫能，壤對應驕于瘡ω滴ma掌x墊，績a廈點具劍有最啟小動嶺能，話對應背于揚ω躲mi抓n墻，檢a、量d臂二位千置動框能之紐差即活是最界大盈糕虧功增Am喉ax粱。丙7.州3桶修飛輪脈主要割尺寸嫁的確始定明設輪微緣的稅平均衣直徑捆為秧D舌m攪，則骨減框(蹄7殊-床8)紀剖挎當按狡照機墳器的球結(jié)構(gòu)允和空患間位沈置選擦定輪增緣的逼平均未直徑焦D印m蚊之后傾，由壇式(利7奮-墾8)渠便可躬求出頃飛輪輔的質(zhì)睜量挨m(譜kg亭)而。設皂輪緣旨為矩該形斷槳面，豆它的細體積患、厚訴度、慕寬度遞分別陜?yōu)榉騐(證m糠3瓶)、選H(窮m)可、B笛(m挨)暴，材卷料的漠密度姓為聞ρ政(k龍g／回m鋒3夸)其，則既m=制V詞ρ雅=速π香D攪m予HB御ρ成(欲7千-像9)強選定療飛輪把的材餓料與載比值襯之后柜，輪必緣的繼截面匙尺寸京便可甲以求哄出。宣喊右對于剃外徑槍為家D恢的實糖心圓嫁盤式字飛輪咳，由漠理論鑼力學鋤知壤(7趴-拉10頂)揀選定廈圓盤妨直徑英D港，便哀可求灶出飛辨輪的麗質(zhì)量率m倚。再濤從蹄(7鵲-信11側(cè))淋選定等材料及之后肺，便魚可求晃出飛漢輪的殊寬度觸B釘。嶄答縣飛輪死的轉(zhuǎn)凝速越臂高，推其輪碗緣材陣質(zhì)產(chǎn)籮生的竟離心把力越夢大，究當輪替緣材櫻料所簡受離該心力麗超過屈其材臉料的杜強度伯極限店時，侍輪緣餡便會參爆裂沃。為禽了安址全，匹在選篇擇平棗均直驚徑陪D撿m明和外顏圓直秘徑溜D趕時，讓應使賓飛輪損外圓癥的圓瓜周速斥度不義大于頑以下錫安全膠數(shù)值樓：參奉時對于假鑄鐵岸飛輪橋應丑V定ma渴x朝<3省6m作／s暴女汁對于劫鑄鋼矛飛輪戶斧剩V法ma申x尋<讀50曲m／彼s流繼攔應當墊說明冰，飛糾輪不奮一定換是外勤加的漁專門炊構(gòu)件已。實盤際機駱械中銳往往暫用增可大帶擺輪(滾或齒眠輪)伴的尺軍寸和政質(zhì)量奉的方慶法，摩使它奴們兼打起飛輕輪的吩作