Дәріс энергетикалық қондырғылар. Іштен жанатын қозғалтқыштар (ІЖҚ)
Қосиінді-бұлғақты механизмнің динамикасы
жүктеу/скачать 1,12 Mb.
|
| 8.2 Қосиінді-бұлғақты механизмнің динамикасы
Қосиінді-бұлғақты механизмнің бөлшектеріне жұмыс кезінде сырттан неше түрлі күштер әсер етеді. Олардың негізгілеріне газ қысымының күші, айнымалы қозғалыстың әсерінен инерция күштері, өзара қозғалысқа келетін бөлшектердің аралығындағы үйкеліс күштері және т.с.с. жатады. Газ қысымының күші. Бұл күш цилиндр ішіндегі қоршаған бөлшектердің барлығына олардың аудандарына сәйкес таралады. Ал сол бөлшектердің ішіндегі түскен күштен козғала алатын піспек қана, ал басқалары күш түскенімен қозғалыс жасай алмайды. Сондықтанда бізге қажетті күшке осы піспекке түсетін күш қана жатады. Ол күштің мөлшері газ қысымы мен піспектің ауданына байланысты. Жалпы жағдайда піспекке түсетін газ кысымының күшін мына формулламен анықтауга болады: Рг =Fпрі, (118) мұндағы: Рг – піспекке түсетін газ күші; Fп – піспектің ауданы; рі – цилиндр ішіндегі газдың индикаторлық қысымы. Инерция күші. Инерция күші қосиінді-бұлғақты механизм бөлшектерінің қозғалыс сипатына, атап айтқанда үдеудің сипатына тәуелді болады. Ал бұл механизмдегі бөлшектерде екі түрлі үдеу пайда болады: оның біріншісі түзу сызықты қозғалыстын, ал екіншісі айналмалы қозғалыстардың үдеулері. Осыларға сәйкес бөлшектердегі инерция күштері де осы екі қозғалыстың түрлеріне байланысты түзу сызықты қозғалатын және айналатын бөлшектердің инерция күштері болып бөлінеді. Бірақ бұл күштер өздігінен жеке түрде әсер ете алмайды. Себебі онымен жалғаскан бөлшектердің инерция күштері әсер етеді. Инерция күштерін анықтау үшін курделі қозғалыс жасайтын бөлшектер массасын, яғни бұлғақтың массасын шартты түрде шоғырланған екі түрлі массаға бөлеміз (14 сурет): оның біріншісі бұлғақтың жоғарғы піспекпен жалғасқан жеріне шоғырланған m1 массасы, ал екіншісі иінді біліктің мойнында жалғаскан бұлғақтың төменгі басында шоғырланған массасы (m2). Сонда 14 суретте көрсетілгендей, түзу сызықты қозғалатын піспектің массасына (mп) бұлғақтың жоғарғы басының массасы (m1) қосылады, ал иінді біліктің мойнында бұлғақтың төменгі басының шоғырланған массасымен (m2) қоса иінді біліктің теңгерілмеген массасы (mи.б.) болады. Енді массалар белгілі болса, инерция күштерін анықтауға болады. Ол үшін тек шоғырланған массаның мөлшерін анықтау қажет. Әдетте бұл массаны жүықтап қабылдайды, яғни m1 = 0,275 mб, ал m2 = 0,725 mб. Түзу сызықты қозғалатын массалардың инерция күштері сол массалар мен үдеудің көбейтіндісіне тең болады, яғни Pj = -(mn+m1)jn. (119) Мұндағы массалардың сан мәндерін арнаулы аныктамалық әдебиеттерден табамыз, ал үдеудің мәндерін жоғарыда қосиінді-бұлғақты механизмнің кинематикасын қарағанда анықталған. Енді сол үдеудің мәнін орнына қоятын болсақ, онда: Pj = - (mп+ m1) r ω(cosφ +λcos2φ). (120) Айнала козғалатын массалардың инерция күштерін механикада белгілі ортадан тебетін күштің формулласымен анықтаймыз, өйткені бұл күш иінді білік иінінің радиусымен сыртқа қарай бағытталады. Сонда: Рц=(mи.б.+m2)·r·ω, (121) мұндағы mи.б. – иінді біліктің теңестірілмеген массасы, оған иін жактауының бұлғақтың төменгі басының маңындағы массасы мен сол жақтаудың иінді біліктің орталық мойны мен иін мойнының аралығындағы массалары жатады. Айнала қозғалатын массалардың инерция күші піспекке әсер етпегендіктен қозғалтқыштың негізгі қуат алатын жүмыстарына да әсері болмайды. Мүны тек қозғалтқыштағы күштерді теңдестіру кезінде есепке аламыз. Себебі бұл күштің мәні қозғалтқыш орныкты жүмыс істеген кезде түрақты болады деседе болады. Өйткені оны анықтайтын шамалар (mи.б, m2, r, ω) ол кезде тұрақты болады. Қосынды күш. Қосынды күш деп піспекке әсер ететін газ қысымынын күші мен түзу сызықты қозғалатын қосиінді-бұлғақты механизм бөлшектерінің инерция күштерінің косындысын айтады. Себебі бұл қосынды күш аркылы қозғалтқыштың сыртқа шығатын көрсеткіштерін, яғни эксплуатациялык көрсеткіштерін анықтайды. Олай болса бұл қосынды күш (РΣ) мына формуламен анықталуға тиіс ΡΣ = Pг + Pj. (122) Иінді білік мойнына түсетін күштер. Иінді білік мойнына жоғарыда айтылған айналмалы қозғалыстан пайда болған инерция күшінен басқа піспекке түскен күштерде әсер етеді. Сол піспектен келген күштің әсерінен иінді білік айналмалы қозғалысқа келіп, сырттан түсетін кедергі күшті жеңіп, жұмыс істеп береді. Сондықтан, алдымен піспектен келген күшті анықтаймыз. Піспекке түскен қосынды күш (РΣ) бұлғақтың жұмыс жағдайындағы калпына қарай екі күшке жіктеледі (15a сурет). Оның бірі (Рб) бұлғақтың бойымен, ал екіншісі (Ν) цилиндр керегесіне тік бағытта бағытталған. Ол күштердің шамалары бұлғақтың цилиндр өсінен алшақтау бұрышына (β) тәуелді өзгереді. Олай болса олардың мәндерін мына формуламен анықтауға болады: Рб =PΣ/cos β; (123) N = PΣ tg/ β. (124) Осы қосынды күштің цилиндр бетіне тік бағытталған құраушысы (N) ол піспекті цилиндр бетіне итереді де ол екеуінің аралығындағы үйкеліс күшін тудыруға себепші болады. Сондықтан бұл күштің мәндері бойынша піспек пен цилиндрдің тиісті беріктік есептеулері жүргізіледі. Ал бұлғақтың бойымен бағытталған күш (Рб) оның төменгі мойнымен жалғасқан иінді біліктің бұлғақтық мойнына әсер етеді. Бұлғақтың бойымен бағытталған күште (Рб) иінді біліктің бұлғақтык мойнында екіге жіктеледі. Оның біріншісі иінді біліктің айналыс шеңберінің радиусымен бағытталған. Оны (R) радиалдык күш деп атайды. Ал екіншісі айналыс шеңберіне жанама бойымен бағытталған. Оны (Т) тангенциалдық күш деп атайды. Олардың мәндері мына формуллалармен анықталады: T = P sin(φ + β)/cos β; (125) R = Pcos(φ+ β)/cos β. (126) а) б) в) а – піспек пен бұлғақтың әсерлесу кезіндегі күштері; б – иінді біліктің тірегіне түсетін күштер; в – қозғалтқыштың қорабына түсетін күштер. 15 сурет – Қосиінді-бұлғақты механизмге әсер ететін күштер сүлбесі Тангенциалдық күшті (Т) иінді біліктің айналыс орталығына (О-нүктесіне) көшіріп, оның қарама-қарсы екі құраушысын анықтаймыз. Сондағы Т΄ – құраушысы Τ – күшімен бір қосақ жасайды да иінді білікті айналдыратын момент тудырады. Оны қозғалтқыштың айналдырушы моменті (Μа) деп атайды. Ал екінші құраушысын (Τ'') радиалдық күшке (R) геометриялык тәсілмен қоссақ, шамасы бұлғақ бойымен бағытталған күшке (Рб) тең, Рб күшін аламыз. Енді сол күшті цилиндр өсінің және оған тік бағыттарда екі құраушыға жіктеп, цилиндр өсімен бағытталған, шамасы қосынды күшпен бірдей Р' – күші мен цилиндр өсіне тік бағытталған, шамасы піспектің цилиндр керегесіне түсіретін (Ν) күшіне тең Ν' – күшін аламыз. N және N' – күштері иіні Η – ашықтығы болатын момент құрайды (15б сурет). Бұл моменттің шамасы айналдыру моментіне (Μа) тең болады да бағыты оған қарама-қарсы болады. Сондықтанда оны реактивтік момент деп атайды. Бұл момент қозғалтқыштың тірегі арқылы машинаның рамасына түседі. Цилиндр өсімен бағытталған Р' – күші қозғалтқыш қорабына әсер етеді. Бірақ оның біраз бөлігі газ қысымының цилиндр басына түскен күшпен теңеседі. Солай болса оның құрамындағы ілгері-кейінді түзу сызықты қозғалатын бөлшектердің, жоғарыда анықталған, инерция күші (Pj) ғана теңеспей қалады. Теңеспей қалған инерция күшін әдетте екіге бөліп қарайды, яғни Pj=PjI+PjII, (127) мұндағы Pjқ - бірінші реттегі, ал Рjққ - екінші реттегі инерция күштері деп аталады. Олардың мәндері, жоғарыда инерция күштерін анықтағандағыдай, PjI = (mn+ m1]) ω2 rcosφ; (128) PjII = (mп+m1) ω2 rλcos2φ. (129) Бұл бірінші және екінші реттегі инерция күштері цилиндр өсінің бойымен бағытталған. Оның үстіне олардың бағыттары да әртүрлі болуы мүмкін. жүктеу/скачать 1,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|