ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
кривошипно-шатунного механизма режущего аппарата уборочных сельскохозяйственных машин с приводом через клиноременную передачу (рис. 40).
Уравнение движения этого механизма можно выразить зави симостью (11.85).
Потенциальная энергия плоской безынерционной пружины 4
с линейной |
характеристикой будет |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
(11.94) |
|
где |
К — жесткость плоской пружины; |
|
положения |
||||||
X = а cos cp — смещение ножа |
из |
нейтрального |
|||||||
|
(здесь |
а — радиус |
кривошипа; |
ф — угол по |
|||||
|
ворота |
кривошипа). |
|
|
|
|
|
||
дЛ |
2Ka2cos(p sin Ф |
Ка2 sin 2ф |
|
,, |
, . |
(11.95) |
|||
äF = ------------2--------= ----------2 |
= ~ м » fa) |
||||||||
|
|||||||||
Рис. 40. Кривошипно-ша тунный механизм с при водом через клиноремен ную передачу
Уравнение движения частично уравновешенного механизма ре жущего аппарата на основании выражений (11.85) и (11.95) имеет
вид
($)Ч-**?*}+
Для решения уравнения (11.96) необходимо задать вид следую
щих функций: J (ф)„, J' (ф), М р (-gj). F (t), К ■ Функции J (ф)
и J' (ф) для данного случая находят на основании графо-аналити ческого построения планов скоростей для нескольких положений с последующей аппроксимацией полученных графиков или на основании анализа, используя следующее выражение [22]:
— J (ф) © і = 4 _ [Л + h {— ■) +
+f(?)2+ffâ2H ("-97>
где |
J lt |
У2— моменты инерции кривошипа |
/ (см. рис. 40) отно |
|||||||||||
|
|
|
сительно начала координат О и шатуна 2 относи |
|||||||||||
|
G2, |
|
тельно его центра инерции С; |
|
|
|||||||||
|
G3— вес шатуна 2 и ползуна 3 (ножа режущего аппарата); |
|||||||||||||
|
ѵс, |
ѵв — скорости |
центра |
инерции |
шатуна |
С и |
точки В |
|||||||
|
|
|
ползуна; |
скорости |
кривошипа |
/ и |
шатуна 2. |
|||||||
|
CDj , о)2 — угловые |
|
||||||||||||
Для определения величин У (ф) и J' |
(ф) используем аналитическое |
|||||||||||||
выражение |
[22]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
У(Ф) ^ У і |
G,а2 |
|
|
|
|
|
|
cos2 ф |
. |
G3a2 |
sin2 (ф + |
ф) |
||
+ |
12 |
|
|
|
|
cos2 ф |
' |
g |
COS2 Ф |
+ |
||||
|
|
|
+ 2 |
G2a2 |
|
cos ф |
COS (ф Н -Tj)), |
|
(11.98) |
|||||
|
|
|
|
|
|
'cosip |
|
|||||||
где |
sin яр = |
~ -sin ф; |
cosi[i = |
у |
1 |
— |
sin2 ф ; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
c = |
AC\ |
1 = AB. |
|
|
|
|
||
|
Тяговую характеристику ремня М р |
jи внешнюю нагрузку |
||||||||||||
F (f) берут |
в соответствии |
с |
данными, |
приведенными |
раньше. |
|||||||||
В общем случае внешняя нагрузка F (t) может быть функцией нескольких параметров, например F ( £, ф, -fr'j, и ее вид может
находиться на основании опытных данных.
Таким образом, для решения уравнения (11.96) имеются все необходимые данные, за исключением жесткости К плоской пру жины. Для приближенной оценки жесткости К необходимо в кри
вошипно-шатунном механизме |
сделать следующие |
допущения: |
||||
|
sin ф я» 0 |
и C0S\|)«=<1. |
|
|
||
На основании этих допущений |
|
|
|
|
||
j (Ф) = |
Л -ь |
|
~ |
sin2 ф, |
|
(11.99) |
J' (ф) — |
— ~ ~ |
si11 2Ф- |
|
(И.ЮО) |
||
При этом величина |
|
|
|
|
|
|
6 ( ' P . * ) = ?f |
sl" 24 |
f |
) 2-4 — ^ 4 ^ |
. |
(11.101) |
|
Чтобы обеспечить ô ^ф, |
= |
0, |
необходимо |
в |
выраже |
|
нии (11.101) принять |
/ Уф\2 |
Gg |
_ „ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
\ d t ) • g |
А - |
j о |
ть — масса ползуна, |
аф |
= сох, то |
Так как —~ = |
|
||
|
/Пз®1 = К- |
|
(11.103) |
Выражение (11.103) можно видоизменить, умножив его левую и правую части на а:
тг^\а = Ка. |
(11.104) |
Так как m3o)îa = Р,и шах — максимальная сила инерции, развиваемая ножом, а Ка — Рпртах— максимальная сила, разви ваемая пружиной, то
пр шах* |
(11.105) |
Уравнение (11.96) после предварительного определения вели чины К решается на аналоговых ЭВМ или графическим методом, приведенным ранее, с целью определения скорости сох как функции времени <»! — Fx (t). При этом возможно варьирование значений К для определения его оптимального значения исходя из минималь ного изменения скорости со^
Элементами для накопления потенциальной энергии в механиз мах с переменным моментом инерции J (<р) могут быть:
1) пружины и узлы с пружинными элементами (стальными, де ревянными, резиновыми);
2)газогидравлические, пружинно-гидравлические и другие аккумуляторы энергии;
3)тяжелые поднимающиеся и опускающиеся звенья-.
Наиболее компактны, просты и удобны для уравновешивания в мобильных сельскохозяйственных машинах пружинные эле менты.
Изложенный принцип уравновешивания крутящих моментов от сил инерции в механизмах может быть использован для обес печения стабильности кинематического режима, повышения на дежности и долговечности сложных сельскохозяйственных машин.
Г л а в а III. |
АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ |
ПРОЦЕССОВ |
|
В МНОГОМАССОВОМ ПРИВОДЕ |
КОМБАЙНА |
§ 10. МЕТОД ЛАГРАНЖА С НЕОПРЕДЕЛЕННЫМИ МНОЖИТЕЛЯМИ
Мобильные сельскохозяйственные машины работают в слож ных условиях с переменными во времени внешними нагрузками и имеют статистически установившийся характер движения ра бочих органов. Технологический процесс, выполняемый, напри мер, зерноуборочным комбайном, зависит от биологических осо бенностей убираемой культуры, рельефа поля, конструктивных параметров машины, стабильности кинематического режима ра бочих органов и других факторов.
Первые работы по анализу динамики уборочных машин при надлежат акад. В. П. Горячкину, который исследовал неравно мерность хода молотильных барабанов стационарных молотилок различных конструкций при ручной загрузке их хлебной мас сой [16]. Для обеспечения постоянного качества технологического
процесса |
и устойчивости движения |
рабочих |
органов |
комбайнов |
в СССР |
и других странах, начиная |
с 50-х |
годов |
XX века, |
стали применять дизели повышенной мощности со всережимными регуляторами оборотов, уравновешенные кривошипно-шатунные механизмы, пневматические шины низкого давления, молотиль ные барабаны с повышенным моментом инерции, клиноременные передачи и вариаторы для бесступенчатого привода ходовой части, а также автоматические регуляторы постоянства подачи хлебной массы.
Механико-іцатематические методы для анализа переходных процессов и выбора оптимальных параметров сложных сельско хозяйственных машин до последнего времени не могли быть при менены из-за неизученности фрикционных клиноременных пере дач как неголономных связей, нелинейности получаемых уравне ний движения и изменения во время работы структуры систем.
Для аналитического исследования переходных процессов в при воде комбайна необходимо выбрать ограниченное число факторов, являющихся основными. К ним следует отнести: скоростные харак теристики двигателя; тяговые характеристики фрикционных пере дач; приведенные моменты инерции; постоянное трение и воздуш-
92
ное сопротивление; внешние нагрузки; транспортное запаздыва ние продукта при поступлении его в рабочие органы.
Для выявления основных зависимостей переходных процессов от этих факторов необходимо сделать следующее допущение: пуль сации крутящего момента двигателя, биение передач и упругие колебания в приводе не учитываются.
По конструктивному оформлению приводы самоходных зерно уборочных комбайнов выполняются следующих типов:
I.С клиноременными передачами от двигателя к ходовой части
ирабочим органам (комбайны СК-3, СК-4 и др.);
II.С цепными или зубчатыми передачами от двигателя к ходо
вой части, с клиноременными — к рабочим органам (навесные комбайны КПН-2 на шасси СШ-45, НК-4 на шасси СШ-75).
Голономные и неголономные связи в приводе комбайна. Обоб щенными координатами привода комбайна, определяющими поло жение системы, являются углы поворота валов рабочих органов. Ввиду того, что валы привода комбайна связаны передачами, они образуют несвободную материальную систему, обобщенные коор динаты которой подчиняются различным ограничительным усло виям — связям; последние можно определить как стационарные, двусторонние, удерживающие, голономные и неголономные, неиде альные связи. Движение комбайна как сложной машины опре деляется не только характером приложенных сил, но и типом связей.
Внастоящее время очевидна необходимость в ускоренном ана литическом исследовании неголономных систем с учетом реальных действительных связей, имеющих различную физическую при роду и, следовательно, по-разному влияющих на характер пере дачи усилий.
При исследовании таких систем необходимо иметь резуль таты предварительных исследований характеристик неголоном ных связей.
Первые работы по выводу уравнений движения неголономных систем проведены русским ученым акад. С. А. Чаплыгиным при исследовании качения тел вращения в 1897 г. Эти вопросы полу чили дальнейшее развитие в трудах французского ученого П. Ап пеля, советских ученых А. И. Лурье, Ю. И. Неймарка, Н. А. Фуфаева и др.
Вобласти сельскохозяйственной механики работы по дина
мике неголономных систем выполнены акад. ВАСХНИЛ П. М. Ва силенко.
Разработка прикладных задач динамики неголономных систем для некоторых сложных машин проводится А. И. Кухтенко и другими учеными.
Пусть имеется механическая система, определяемая сово купностью обобщенных координат q,- (j = 1, 2, . . ., г, где г — число точек системы). Геометрические или позиционные связи накладывают ограничения на обобщенные координаты точек си