ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 173
Скачиваний: 33
отпечаток на их работу. Маховики, применяемые в подобных
случаях, накопляют |
некоторый запас |
кинетической |
энергии |
|
при избыточной мощности на его валу |
и в дальнейшем |
отда |
||
ют эту энергию при падении мощности, поддерживая, |
таким |
|||
образом, более или |
менее равномерное |
движение |
машины . |
Так как скорость вращения маховика зависит от запаса кине тической энергии в нем, то ясно, что при колебаниях величи ны энергии4 изменяется и скорость вращения, правда, в мень шей степени. Следовательно, наличие маховика в трансмис сии не может обеспечить абсолютную равномерность хода машины, а лишь поддерживает ее в необходимых пределах. Степень равномерности д в и ж е н и я зависит от энергоемкости маховика, т. е. от момента инерции маховика и средней ско- рости-.его вращения .
Роль маховика при временном повышении мощности ус тановки существенно не отличается от его роли в рассмотрен
ном случае. |
Р а з н и ц у создают в основном три |
момента: |
|
||
|
1. П р и |
временном повышении мощности |
установок мощ |
||
ность основного двигателя |
примерно постоянна, нагрузка |
ж е |
|||
на |
рабочий |
орган установки |
от внешних источников изменяет |
||
ся. |
Это ведет к падению скорости вращения |
трансмиссии, |
а |
следовательно, и маховика, что, в свою очередь, вызывает вы деление кинетической энергии. Таким образом, о б щ а я мощ ность установки повышается. Впоследствии, при снижении нагрузки на рабочий орган, скорость основного двигателя по вышается и маховик накапливает энергию;
2. Неравномерность хода машины, вызванная особенно стями двигателя ИЛ.И трансмиссии, обычно детерминирована и определяется спецификой привода. Снижение и повышение
скорости, вращения маховика в |
этих |
случаях |
происходит |
||
строго определенное число раз за |
время |
одного оборота вала |
|||
двигателя — как т р а в и л о , не |
менее одного раза . При |
времен |
|||
ном ж е повышении мощности |
установки |
нагрузки |
на |
рабочий |
орган носят чаще всего неопределенный, случайный характер .
При этом |
периоды |
ускорения |
и', замедления движения |
махови |
ка имеют |
всякий |
раз новую |
продолжительность, а |
-нередко |
длятся значительно дольше одного оборота основного двига теля;
f 3. Временное повышение мощности установки вовсе не означает снижения неравномерности ее хода, хотя иногда функции маховика и бывают совмещены. Временное повы-
шение мощности нередко сопровождается значительной не
равномерностью \хода |
или |
д а ж е |
полной остановкой |
махови |
|||||
ка. |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
Сказанное необходимо |
проиллюстрировать . |
Поршневые |
|||||||
двигатели, |
например, сообщают маховику строго определен |
||||||||
ное число |
ускорений |
за |
один оборот; такое |
ж е число |
раз |
по |
|||
вышается |
и падает |
мощность двигателя . |
Н о р м а л ь н а я |
экс |
|||||
плуатация |
двигателя |
не допускает |
полной его остановки. Ана |
||||||
логичными |
свойствами |
обладают |
трансмиссии, |
создающие |
неравномерность хода .(кривошипные, кулисные и другие спе
циальные |
механизмы) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Число, ж е временных повышений мощности |
установки |
мо |
|||||||||||
ж е т |
|
совершенно не зависеть от количества |
оборотов |
двигате |
||||||||||
ля . Например, в прокатных станах оно определяется |
подачей- |
|||||||||||||
металла |
в |
валки; в дробильных установках |
— |
наличием |
ма |
|||||||||
териала; |
в |
строительных |
машинах |
зависит |
от |
ж е л а н и я |
опера |
|||||||
тора |
и т. |
д. Н а г р у з к а |
на |
рабочий |
орган |
и, |
следовательно, |
ха |
||||||
рактер и |
продолжительность ускорений |
и |
замедлений |
махо |
||||||||||
вика |
в данном случае имеет совершенно неопределенный |
ха |
||||||||||||
рактер. При этом если в некоторых машинах |
равномерность |
|||||||||||||
хода |
более |
или менее |
соблюдается (дробильные установки), |
|||||||||||
то |
в |
других маховик |
нередко доводится |
до |
полной |
останов |
||||||||
ки |
(например, винтовые |
прессы) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Совмещение в маховике двух названных выше функций характерно для большинства случаев его применения, одна ко преобладание той или другой функции делает возможным некоторое разграничение маховиков.
Инерционными аккумуляторами высокой удельной энер гоемкости могут считаться такие, в которых высокие скорости
вращения маховиков, необходимые для накопления |
значи |
|||
тельной энергии, н а к л а д ы в а ю т существенный отпечаток |
на |
|||
конструкцию |
инерционного аккумулятора, |
материал |
и |
фор |
му маховика. |
Маховики высокоэнергоемких |
аккумуляторов |
имеют чаще всего форму дисков без отверстий, ободов с дис
ками, а т а к ж е |
специальную |
|
(см. н и ж е ) ; изготовляются |
махо |
||
вики из1 высококачественных |
легированных |
сталей, |
проволок, |
|||
лент, а в ^последнее время |
,н |
из стеклопластиков. |
О к р у ж н ы е |
|||
скорости таких |
маховиков |
могут достигать |
1000 м/сек |
и бо |
лее. Высокие скорости вращения вызывают большие аэроди намические потери, вследствие чего маховики помещаются в специальные кожухи, которые способствуют снижению этих потерь.
22
Высокоэнергоемкие инерционные аккумуляторы |
|
исполь |
||||||
зуются как для кратковременной, так и |
д л я |
сравнительно |
||||||
длительной |
работы. Д л я кратковременной |
работы |
с продол |
|||||
жительностью циклапримерно |
до 1 мин |
применяются |
обыч |
|||||
но малогабаритные |
(массой до |
200—300 кг) |
маховики, |
д л я |
||||
длительной |
же,, продолжительностью до |
десятков |
м и н у т , — |
|||||
крупногабаритные, ч а щ е всего массой около 1—1,5 |
г, |
а в |
не |
|||||
которых случаях и |
больше. |
|
|
|
|
|
|
Высокоэнергоемкие инерционные аккумуляторы кратко временного действия, так ж е как н низкоэнергоемкие, могут использоваться для временного повышения мощности уста новки. При этом основная их разница заключается в величи не удельной энергии, расходуемой в течение цикла. Четкого разграничения устройств, использующих энергию низкоили высокоэнергоемких аккумуляторов, наметить невозможно — могут использоваться как одни, так и другие. Например, пусковое устройство может содержать как крупногабаритный маховик малой удельной энергоемкости, так и малогабарит ный высокой удельной энергоемкости.
Другое назначение инерционных аккумуляторов кратко временного действия — рекуперирование кинетической энер
гии. |
Д л я этой |
цели применяются |
обычно маховики, обладаю |
щие |
средней и |
высокой удельной |
энергоемкостью. Р е ж и м ра |
боты инерционных аккумуляторов, рекуперирующих кинети
ческую |
энергию, существенно зависит от типа |
привода, а |
т а к ж е |
от связи привода с основным двигателем. |
Рекуператор, |
не связанный с основным двигателем, накопляет только энер гию торможения, и маховик его малогабаритен . Рекуператор, связанный с основным двигателем, может содержать как ма логабаритный маховик (при связи с двигателем внутреннего сгорания или иным, не инерционным), так и крупногабарит ный (при совмещении функций основного двигателя инерци онного типа и рекуператора) . Продолжительность работы, на пример, автобусного рекуператора о к о л о . 1 0 сек [105].
Высокоэнергоемкие инерционные аккумуляторы длитель ного действия применяются в качестве как основных, так и вспомогательных источников энергии на машинах . Гировозы, гиробусы, тележки, тельферы и другие гироскопические транспортные средства ' содержат инерционный аккумулятор как основной источник энергии. Маховик таких аккумулято ров разгоняется путем подключения к тому или иному источ-
пику энергии, и затем, после отсоединения от него, накоплен ная энергия расходуется при работе машины .
Как вспомогательные источники энергии инерционные аккумуляторы длительного действия применяются, в случаях продолжительных перерывов в "работе основного двигателя пли недостаточной его мощности. Ветродвигатели, например, содержат инерционный аккумулятор, питающий электрогене ратор при отсутствии ветра. При наличии ветра инерционный аккумулятор з а р я ж а е т с я .
Рассмотрим подробно основное звено инерционного ак кумулятора, которое, собственно, н является накопителем ки
нетической энергии, — маховик (рис. 13). |
|
|
Следует |
отметить, что маховики бывают постоянного |
и |
переменного |
момента инерции. Увеличением момента инер |
|
ции маховика вследствие его упругих деформаций при |
в р а : |
щении мы пренебрегаем, и маховик, в котором |
особо |
не |
пре |
|
дусмотрено устройство для изменения момента |
инерции, |
счи |
||
таем о б л а д а ю щ и м постоянным значением |
последнего. |
|
|
|
Существует большое разнообразие предложений и про |
||||
ектов создания маховика переменного |
момента |
инерции. |
Большинство из них основано на раздвижении грузов, играю щих роль маховых масс, при помощи винтовых пар или иным
образом, а |
т а к ж е на |
наполнении пустотелых |
б а р а б а н о в раз |
|||||
личным |
количеством |
жидкости или сыпучего материала . |
||||||
Н у ж н о |
|
признать, что, |
несмотря на это разнообразие и несом |
|||||
ненную нужность маховиков переменного момента |
инерции, |
|||||||
работоспособной конструкции таких маховиков еще |
не |
созда |
||||||
но. |
Все |
существующие конструкции весьма |
малоэнергоемки |
|||||
и |
обладают |
низким |
к. п. д. Основной ошибкой изобретате |
|||||
лей и |
конструкторов |
таких маховиков является излишнее увле |
||||||
чение |
кинематикой устройства д л я изменения |
момента |
инер |
ции маховика, в результате чего они забывают, что основным фактором повышения энергоемкости маховиков является его
прочность. Чем более равномерно «загружен» |
материал ма |
||||
ховика |
н а п р я ж е н и я м и |
(разумеется, при каком-то |
конкрет |
||
ном значении допускаемого |
н а п р я ж е н и я ) , тем |
рациональнее |
|||
маховик |
[25] . В предлагаемых ж е проектах основная масса |
||||
маховиков практически |
не |
н а п р я ж е н а , почти |
вся |
нагрузка |
приходится на небольшую и наиболее сложную их часть — механизм управления . Это и обусловливает малую эффектив -