Динамическое моделирование конструкции машин сельскохозяйственного предназначения. Устройство демпферов сухого трения. Анализ влияния момента инерции на уровень диссипации. Расчёт турбоагрегатов сушильных камер для зерна. Инженерная оценка фрикционов.
Аннотация к работе
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРИВОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ УПРУГОФРИКЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИПроведены исследования вынужденных колебаний приводов сельскохозяйственных машин на основе модели с распределенным упругоф-рикционным элементом, определены их амплитудно-частотные характеристики и установлены оптимальные значения упругих и фрикционных параметров, отвечающие минимуму резонансной амплитуды. При динамическом моделировании подобных систем приходится сталкиваться со своеобразным классом систем с промежуточной фрикционной связью. конструкции машин сельскохозяйственного предназначения, относящиеся к данному классу, встречаются в устройствах позиционирования рабочих органов, в демпферах сухого трения, в многоступенчатых тормозных устройствах, в конструкциях рессорных подвесок транспортных машин, перевозящих различные сельскохозяйственные грузы, при расчетах фундаментов турбоагрегатов, сушильных камер для зерна и др. Динамическое моделирование систем с промежуточными фрикционными связями проведено в работах [1-4], а в работе [5] осуществлен расчет длинных валопроводов и многоступенчатых зубчатых передач на базе модификации метода гармонической линеаризации. Привод схематизирован в виде модели, состоящей из массивного рабочего органа, связанного упругодиссипативным элементом с полубес-конечным стержнем, к которому приложена распределенная сила сухого трения со стороны неподвижного основания (рис. Если к рабочему органу сельскохозяйственной машины приложена вынуждающая сила F? ?? F ?sin??t , где F - ее амплитуда, ? - круговая частота, то его колебания описываются системой дифференциальных уравнений: tВ соответствии с (12) амплитуда вынужденных колебаний определяется как: A ? ?p2?A???2 ?2 ? 4?? 2?A?? p4?A? . Если представить (15) в виде биквадратного уравнения относительно Зависимость (16) при учете (10) и (11) определяет в замкнутом виде амплитудно-частотную характеристику (АЧХ).Полученные характеристики на качественном уровне находятся в полном соответствии с результатами анализа моделей с дискретно заданными фрикционными элементами [1-5]. Если заменить бесконечный стержень упругим элементом с коэффициентом жесткости С и безинерционным элементом с сосредоточенной силой трения, то согласно [1, 4] имеем minmax? ? ? ??1?C1 C0 ? при H ? Нопт ? 0,5?? ??1? 1 C0 ??F , где ? ? Расчеты показывают, что значения min max? при моделях с дискретно и распределенно заданны-C В то же время соответствующие значения сил трения существенным образом зависят от характера их приложения.
Вывод
1. Полученные характеристики на качественном уровне находятся в полном соответствии с результатами анализа моделей с дискретно заданными фрикционными элементами [1-5]. Если заменить бесконечный стержень упругим элементом с коэффициентом жесткости С и безинерционным элементом с сосредоточенной силой трения, то согласно [1, 4] имеем minmax? ? ? ??1?C1 C0 ? при H ? Нопт ? 0,5?? ??1? 1 C0 ??F , где ? ? A?C0 F - коэффициент динамичности. Расчеты показывают, что значения min max? при моделях с дискретно и распределенно заданны- C
? ? ? ?
? ? ? ?
0
0 ми параметрами отличаются сравнительно мало. В то же время соответствующие значения сил трения существенным образом зависят от характера их приложения. Последнее связано со значительной эволюцией пет-
346 ли гистерезиса при одной функциональной площадке и предельной формой этой петли в системе с распределенными фрикционными характеристиками (рис.2). В первом случае петля имеет форму параллелограмма и обладает четко выраженными “запирающими” свойствами. С ростом числа фрикционных площадок петля принимает полигональную форму, приближающуюся к рассмотренному случаю. При этом эффективная длина колебательной цепи изменяется плавно без четко выраженных скачкообразных переходов, связанных с изменением динамической структуры колебательной системы.
2. Полученные результаты могут оказаться полезными для прогноза уровня диссипации при конструкционном демпфировании в узлах сельскохозяйственных машин, при затянутых конических стыках, резьбовых соединениях и другое, а также в процессе совершенствования инженерных методов анализа и расчета надежностных характеристик элементов машин.
Список литературы
1. Вульфсон М.Н. Вынужденные колебания в упругой системе с фрикционной связью на неподвижной промежуточной опоре / М.Н. Вульфсон // Вибротехника. - 1972. - № 1 (14). - С. 193-204.
2. Вульфсон М.Н. Особенности многоступенчатых фрикционных связей при исследовании колебаний рабочих органов машин / М.Н. Вульфсон // Механика машин. - 1979. - Вып. 55. - С. 73-79.
3. Нелинейные задачи динамики и прочности машин / Под ред. В.Л. Вей-ца. - Л.: ЛГУ, 1983. - 336 с.
4. Виноградов О.Г. К оценке проскальзывания при совместных колебаниях фундамента и турбоагрегата / О.Г. Виноградов, М.А. Рабкин, Б.В. Цейтлин // Изв. ВНИИ гидротехники. - 1974. - Т. 104. - С. 230-237.
5. Вульфсон М.Н. Учет гистерезисной характеристики зубчатой передачи при аналитическом исследовании нелинейных колебаний валопроводов // М.Н. Вульфсон // Зубчатые и червячные передачи. - Л.: Машиностроение, 1974. - С. 302-316.
6. Пальмов В.А. Колебания упруго-пластичных тел / В.А. Пальмов. - М.: Наука, 1976. - 328 с.
7. Коловский М.З. Нелинейная теория виброзащитных систем / М.З. Коловский. - М.: Наука, 1966. - 320 с.
347
Анотація
ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ПРИВОДІВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ МАШИН З РОЗПОДІЛЕНИМИ ПРУЖНО-ФРИКЦІЙНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ
Ловейкін В.С., Човнюк Ю.В., Почка К.І.
Наведені дослідження вимушених коливань приводів сільськогосподарських машин на основі моделі з розподіленим пружно-фрикційним елементом, визначені їх амплітудно-частотні характеристики і встановлені оптимальні значення пружних та фрикційних параметрів, що відповідають мінімуму резонансної амплітуди. Наведені результати комп’ютерного моделювання.
Abstract
INCREASE OF RELIABILITY OF FUNCTIONING OF DRIVES OF AGRICULTURAL CARS WITH THE DISTRIBUTED ELASTIC AND FRICTIONAL ELEMENTS
Loveykin V.S., Chovnyuk Ju.V., Pochka K.І.
Researches of the compelled fluctuations of drives of agricultural cars on the basis of model with the distributed elastic and frictional elements are conducted, their amplitude-frequency characteristics are defined and the optimum values of elastic and frictional parameters answering to a minimum of resonant amplitude are established. Results of computer modeling are given.