第7章机械的运转及其速度波动的调节.ppt

§7-4 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节 例： 已知电机转数为1440 r/min，减速箱传动比i=2.5，选B轴为等效构件，等效转动惯量 要求刹住B轴后3秒停车。求等效制动力矩。 例： ?m 一定时，? 越小， ?max 与? min 的差值越小，机器的运转越平稳。 三、周期性速度波动的调节 为了减少机械运转时产生的周期性速度波动，常用的方法是在机械中安装具有较大转动惯量JF 的飞轮来进行调节。 飞轮相当于一个储能器。 当机械出现盈功时，它以动能的形式将多余的能量储存起来，使主轴角速度上升幅度减小； 当出现亏功时，它释放其储存的能量，以弥补能量的不足，使主轴角速度下降的幅度减小。 设在机械上安装的飞轮的等效转动惯量为JF 最大盈亏功?W max指一个周期内，驱动功和阻抗功之差的最大值。或：一个周期内，机械速度由?min上升到?max （或由?max下降到?min ）时，外力对系统所作的盈功（或亏功）的最大值。 1. 飞轮调速的基本原理 ： 图示为某机械系统的动能E(?)在一个周期 ?T 内的变化曲线。 b 处：Emin c 处：Emax ?? Wmax ：在?b 与?c 之间 能量指示图：以a 点为起点，按一定比例用向量线段依次表示相应位置Med和Mer之间所包围的面积Aab、Abc、Acd、Ade和Aea’的大小和正负的图形。 Amax 代表最大盈亏功 ? Wmax的大小 2. 飞轮转动惯量JF的计算 ： 最好将飞轮安装在高速轴上。 不可能为零。 ] [ d [ ] 飞轮过于笨重 取值不宜过小 -? ? F J d 3. 飞轮尺寸的确定依据 ： 这部分内容通过课程设计来进行讲解，所以在此就不讲了。 例1 某刨床的主轴为等效构件，在一个运转周期内的等效驱动力矩如下图所示， 。等效驱动力矩 为常数，刨床的主轴的平均转数n=60r/min，运转不均匀系数?=0.1，若不计飞轮以外的构件的转动惯量，计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。 解： 在一个运转周期内，等效驱动力矩与等效阻抗力矩作的功相等： ∵等效驱动力矩为常数 即 ∴作一条代表Md、平行?轴的直线，在一个周期内与M轴、及周期末端线的交点为A、B、C、D、E、F。 设周期开始点的动能为 ，则其余各点的动能分别为： 0 = E E A p 125 0 1 + = D + = E E E E A B p p p 5 . 37 4 125 25 . 6 0 0 3 + = ′ + + = D + = E E E E E C D p p p 25 . 6 4 ) 125 600 ( 125 0 0 2 + = ′ - - + = D - = E E E E E B C p p 67 . 41 125 0 min 0 max - = + = E E E E p p 3 125 67 . 41 0 0 5 = ′ + - = D + = E E E E E E F p p p 67 . 41 6 ) 125 600 ( 5 . 37 0 0 4 - = ′ - - + = D - = E E E E E D E 代入简易公式中 § 7-5 机械的非周期性速度波动及其调节 机械运转过程中，等效力矩（Me= Med – M er）非周期性变化时，机械出现的速度波动。 一、非周期性速度波动产生的原因及危害 在稳定运转过程中，由于某些原因使得驱动力所作的功突然大于阻抗力所作的功，或者阻抗力所作的功突然大于驱动力所作的功，二者在一个运转周期内作的功不再相等，破坏了稳定运转的平衡条件。 若长时间内MedMer ,系统的转速将持续上升，严重时会出现飞车现象； 如果长时间MedMer ，会造成系统转速持续下降直至最后停止运转 。 1. 当机械的原动机所发出的驱动力矩是速度的函数且具下降的趋势时，机械具有自动调节非周期性波动的能力。 采用电动机作为原动机的机械属于此类。 二、非周期性速度波动的调节方法 分为两种情况： 2. 对于没有自调性的机械系统，需安装一种专门的调节装置-----调速器来调节机械出现的非周期性速度波动。 如采用蒸汽机、内燃机或汽轮机为原动机的机械系统 解： 得： * 第七章 机械的运转及其速度波动的调节 ◆ 机械的运动方程式； ◆ 机械系统的等效动力学模型； ◆ 稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节； ◆ 机械的非周期性速度波动及其调节。 ◆ 了解机器运动和外力的定量关系； ◆ 了解机器运动速度波动的原因、特点、危害； ◆ 掌握机器运动速度波动的调节原理和方法。 本章教学目的 本章教学内容 本章重点： ◆等效动力学模