Файл: Ливенцев, Ф. Л. Двигатели со сложными кинематическими схемами. Кинематика, динамика и уравновешивание.pdf

уравновешивающих механизмов, установленных в плоскостях КК

лять собой окружность 3 (см. рис. 51), выраженную формулами:

Если механизм уравновешивания момента сил второго порядка при эллиптической векторной диаграмме требует по два разно­ весных противовеса с каждого конца двигателя, то при круговой векторной диаграмме требуется всего по одному противовесу с каж­ дой стороны. Механизм с одним противовесом приведен на рис. 55. Направление вращения противовеса 4, согласованное с вращением вектора неуравновешенного момента, обеспечивается введением промежуточной шестерни 3, которая связана с шестерней 2, жестко насаженной на коленчатый вал 1.

153

24. Определение неуравновешенных моментов сил инерции двигателя «Пинкейк» и способ

их уравновешивания

При рассмотрении вопросов уравновешивания двигателей этой системы воспользуемся сведениями п. 7 и расчетными вели­ чинами п. 20. Согласно формуле (143), вектор общей неуравнове­ шенной силы Р' — 0,72 (2Р[ -|- Рш). Если уравновешивать неурав­ новешенные силы'/3 каждого кривошипно-шатунного механизма [формула (142)], массы противовесов четырех кривошипов должны развивать центробежные силы, в сумме равные

4Рпр = 4-0,72 (2Л + P J . \ (175)

Однако этот способ уравновешивания неприемлем вследствие неоправданного увеличения веса двигателя. При уравновешива­ нии только одной общей неуравновешенной силы Р' = 0,72 (2Р-, -f-

В первом приближении их массы должны быть в 3,5—4 раза меньше по сравнению с простейшим вариантом уравновеши­ вания.

Массы противовесов, уравновешивающих общую неуравнове­ шенную силу Р ' всего двигателя и направление действия их центробежных сил, можно установить после определения величины момента М, создаваемого неуравновешенными силами Р, дей­

момента относительно плоскости первого кривошипа.

Эту задачу можно решить в общем виде, т. е. установить законы изменения компонентов искомого момента в зависимости от угла а поворота первого кривошипа. Учитывая, что величины неуравновешенных сил Р [формула (142)1, а следовательно, и их момента М являются постоянными, можно определить верти­ кальные и горизонтальные составляющие момента М для какоголибо определенного положения первого кривошипа, например Для а = 0.

.Найдем законы изменения компонентов искомого момента в общем виде для начала координат в середине первого коренного подшипника, расположенного над коробкой редуктора. Счет цилин­ дров в блоках будем вести от коробки редуктора вверх. Уравнения моментов составим, используя рис. 56 и полагая, что первый кривошип отклонился вправо от вертикали на угол а.

Составляющая общего неуравновешенного момента, действу­ ющего в плоскости xoz,

Му = — Р г cos а 0,5а -f- Р 3cos (65,7° — а) 2,5а

-Е Р 2 cos (22,5° — а) 1,5а — Р4 cos (45° — а) 3,5а.

154

Суммируя результаты почленного преобразования, получим

Составляющая общего неуравновешенного момента, действу­

где

2.5sin (67,5° — a) = 2,3 cos a — 0,95 sin a;

1.5sin (22,5° — a) = 0,57 cos a — 1,38 sin a;

—3,5 sin (45° — a) = — 2,48 cos a ■-)- 2,48 sin a'.

Суммируя результаты почленного преобразования, получим

Выражения (176) и (177) в совокупности представляют окруж­ ность.

Используя равенства (176) и (177), произведен расчет величин

вательно, имеем результирующую неуравновешенную силу дви­

156

Т а б л и ц а 30. Расчет ординат векторной диаграммы момента

Используя расчетные величины граф 8 и 9 (табл. 30), строим диаграмму 2 (рис. 56) изменения вектора общего неуравновешен­ ного момента М от угла а.

Как видно из диаграммы, ее точки лежат на окружности радиуса ОМ. Вектор момента М вращается в сторону вращения и с угловой скоростью коленчатого вала.

Плоскость действия момента М при а = 0 будет составлять с плоскостью первого кривошипа угол %, тангенс которого опре­ деляется из условия:

Используя данные п. 20, а именно: величину и угол наклона о = 5’6°15' результирующей неуравновешенной силы Р ', наносим ее вектор на диаграмму 2.

Вектор силы Р', как и вектор момента М, вращается в сторону коленчатого вала и с его угловой скоростью.

Как видно из диаграммы 2, плоскость действия неуравнове­ шенного момента М, определяемая углом %= 31°, не совпадает

сплоскостью действия вектора неуравновешенной силы Р' (а —

—56°15'). Чтобы совместить плоскости действия силы Р' и мо­

силу, которая повлияла бы только на вертикальные составляющие силы Р' и момента М. Этого можно достичь, если к восьмой щеке четвертого кривошипа добавить вспомогательный противовес, кото­ рый, развивая небольшую центробежную силу фР \ уменьшил бы до необходимой величины вертикальные составляющие момента М и силы Р '.

Как видно из схемы 1 коленчатого вала (рис. 56), положением (заклинкой) вспомогательного противовеса относительно плос­ кости первого кривошипа (ф ^ 0) можно влиять как на величину

157