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7機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)§7-1學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目的§7-2機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方程式§7-3穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)§7-4飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)
機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度波動(dòng)對(duì)機(jī)械的工作是不利的,它不僅影響機(jī)械的工作質(zhì)量,而且會(huì)影響到機(jī)械的效率和壽命,所以必須加以控制和調(diào)節(jié),將其限制在許可的范圍內(nèi)。周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)
機(jī)械速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)就是要設(shè)法減小機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)δ,使其不超過(guò)許用值,即
δ
≤
[δ]。機(jī)械的周期性波動(dòng)調(diào)節(jié)的方法:
在機(jī)械中安裝飛輪——具有很大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的回轉(zhuǎn)構(gòu)件。飛輪調(diào)速是利用它的儲(chǔ)能作用,在機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)盈功時(shí),吸收儲(chǔ)存多余的能量,而在出現(xiàn)虧功時(shí)釋放其能量,以彌補(bǔ)能量的不足,從而使機(jī)械的角速度變化幅度得以緩減,即達(dá)到調(diào)節(jié)作用。飛輪調(diào)速的基本原理飛輪調(diào)速的基本原理當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的等效構(gòu)件上加裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JF的飛輪之后,需飛輪儲(chǔ)存的最大盈虧功ΔWmax=Emax-Emin,這時(shí)等效構(gòu)件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)則為:
δ=ΔWmax/(Je+JF)ωm2EEminEmax由此可知:只要JF足夠大,就可使δ減少,以滿足δ≤[δ],即達(dá)到了
調(diào)速的目的。飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近似計(jì)算
為了使機(jī)械系統(tǒng)滿足調(diào)速的要求,需裝加在等效構(gòu)件上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JF的計(jì)算公式為JF≥ΔWmax/(ωm2[δ])-Je如果Je<<JF,則Je
可忽略不計(jì),有JF≥ΔWmax/(ωm2[δ])。如果用平均轉(zhuǎn)速nm
(r/min)計(jì)算,則JF≥900ΔWmax/(nm2π2[δ])。由此可知,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算的關(guān)鍵是最大盈虧功ΔWmax的確定。
δ=ΔWmax/(Je+JF)ωm2最大盈虧功ΔWmax的確定ΔWmax=Emax-Emin最大盈虧功ΔWmax的確定ΔWmax=Emax-Emin能量最大點(diǎn)Emax能量最小點(diǎn)EminΔWmax能量指示圖最大盈虧功ΔWmax的確定ΔWmax=Emax-Emin能量最大點(diǎn)Emax能量最小點(diǎn)EminΔWmax能量指示圖能量指示圖是一個(gè)封閉的臺(tái)階形折線的向量圖形。各向量線段的長(zhǎng)度代表相應(yīng)位置Med和Mer之間所包圍的面積大小,即各盈虧功的大小;向量的箭頭方向代表其功的正負(fù),即盈功箭頭向上,虧功箭頭向下。飛輪調(diào)速的幾個(gè)重要結(jié)論分析JF≥ΔWmax/(ωm2[δ])可知:當(dāng)ΔWmax與ωm一定時(shí),如[δ]取值很小,則JF就需很大。說(shuō)明
過(guò)分追求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的均勻性,就會(huì)使飛輪過(guò)于笨重。飛輪調(diào)速的幾個(gè)重要結(jié)論分析JF≥ΔWmax/(ωm2[δ])可知:當(dāng)ΔWmax與ωm一定時(shí),如[δ]取值很小,則JF就需很大。JF不可能為無(wú)窮大,而ΔWmax與ωm又都為有限值,所以[δ]不可能為零。說(shuō)明
安裝飛輪不可能將機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)消除,而只能使波動(dòng)的幅度減小而已。飛輪調(diào)速的幾個(gè)重要結(jié)論分析JF≥ΔWmax/(ωm2[δ])可知:當(dāng)ΔWmax與ωm一定時(shí),如[δ]取值很小,則JF就需很大。JF不可能為無(wú)窮大,而ΔWmax與ωm又都為有限值,所以[δ]不可能為零。當(dāng)ΔWmax與[δ]一定時(shí),JF與ωm
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