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

величинами, частотами, направлениями вращения векторов и наклонами осей эллипсов их векторных диаграмм. Эти параметры моментов представлены в табл. 31.

Если результирующая центробежная сила, действующая в каждой секции, оказалась в 8—10 раз больше результирующих сил первого и второго порядков, то момент центробежных сил в этом случае превышает моменты сил-первого и второго поряд­ ков в 10—13 раз.

Уравновесить каждый момент в отдельности теоретически возможно, однако практическое решение задачи привело бы к значительному усложнению двигателя.

Сравнительно легко уравновесить два вида моментов, отли­ чающихся частотами вращения их векторов.

Используемый метод анализа позволяет складывать два момента с одинаковой частотой вращения векторов, что достигается сум­ мированием ординат горизонтальных и вертикальных составля­ ющих при одинаковых значениях ас, несмотря на различие направ­ лений вращения их векторов. На рис. 59 построена штриховой линией часть векторной диаграммы 4 суммарного момента УИШ+

+ Afj.

Вследствие того что момент Л1х мал по сравнению с моментом М и и тем более с моментом М а, можно ограничиться уравновеши­ ванием только чистого момента Л4Ши момента М п, для чего мы имеем все необходимые данные.

169

Уравновешивание рассмотренных выше моментов возможно выполнить при помощи двух комплектов механизма с разновес­ ными противовесами, представленного на рис. 61; механизмы устанавливаются в плоскостях КК и LL (см. рис. 58).

Каждый механизм состоит из четырех противовесов. Два разновесных противовеса 1 я 2 вращаются с угловой скоростью коленчатого вала и уравновешивают момент центробежных сил; разновесные противовесы 3 и 4 вращаются с удвоенной угловой скоростью коленчатого вала и уравновешивают момент сил вто-

Рис. 61. Схема включения уравновешивающего механизма в пло­ скости КК (рис. 58 и 60) для трехсекционного двигателя «НэпнрДэлтнк». Для плоскости LL противовесы должны иметь взаимное

расположение, противоположное изображенному

•

рого порядка. Шестерня-противовес 1 насажена жестко на колен­ чатый вал; шестерни-противовесы 2, 3 и 4 свободно вращаются на их осях. Шестерни-противовесы 3 и 4 сцеплены шестернямипротивовесами 1 и 2, как показано на рис. 61, т. е. 4 с / и 3 с 2, но они могут быть сцеплены и наоборот, что зависит от направления вращения векторов уравновешиваемых ими моментов.

Взаимное расположение шестерен-противовесов на рис. 61 является одним из многих возможных вариантов.

Противовесы с большими массами должны вращаться в направ­ лении вращения векторов уравновешиваемых мометов, а именно: большие противовесы 2 и 4 — противчасовой стрелки, т. е. в стороны вращения векторов моментов сил центробежных и второго порядка (см. рис. 59 и 61); противовесы с меньшими мас­ сами вращаются в стороны, противоположные вращению векторов уравновешиваемых ими моментов.

Для включения уравновешивающих механизмов с разновесными противовесами, необходимо поставить коленчатый вал с в поло -

170

жение, соответствующее максимальному действию какой-либо составляющей какого-либо уравновешиваемого момента, Например, в рассматриваемом случае для включения противовесов, уравно­ вешивающих моменты сил центробежных и второго порядка, необходимо поставить коленчатый вал в положение, соответст­ вующее углу ас = 10° поворота первого кривошипа коленчатого вала с. При этом его положении вектор момента М иу направлен вдоль малой оси эллипса 3 (см. рис. 59) при действии момента по часо­ вой стрелке (см. рис. 60). Чтобы в плоскости КК центробежные силы противовесов 3 и 4 развили равнодействующую центробежную силу Рт — Ра3, направленную вниз вправо, они должны быть включены так, как это показано на схеме / (см. рис. 60 и 61).

Рис. 62. Расчетная схема для определения момента сил вто­ рого порядка шестисекционного двигателя «Нэпир-Дэлтик»

При этом же положении первого кривошипа (<хс = 10°) должны быть включены и противовесы 1 и 2, уравновешивающие момент центробежных сил; ■равнодействующая противовесов механизма, установленного в плоскости КК, должна достигать максимума и должна быть направлена вверх и влево, т. е. должна удовлетво­ рять условию Ра1 + Ра2. Эти условия удовлетворяются при поло­ жении противовесов 1 я 2 согласно схеме / (рис. 61). Когда первый кривошип повернется на 45° (схема II), противовесы 3 и 4 повер­ нутся на 90° и создадут равнодействующую центробежную силу Ло4 + -Раз. направленную вправо и вверх, в то время как вектор момента на диаграмме 3 (см^рис..59) будет направлен вдоль большой полуоси эллипса (влево, вниз).

Расчет масс разновесных противовесов при этом способе уравно­ вешивания приведен в п. 23.

В заключении рассмотрим момент сил второго порядка для шестисекциЬнного двигателя «Нэпир-Дэлтик», руководствуясь схемой на рис. 62.

171

Уравновешенность сил инерции второго порядка шестисек­ ционного двигателя подтверждается равенством нулю сумм гори­ зонтальных и вертикальных составляющих при любом положении векторов кривошипов 1-4-5-2-3-6, определяемом положением на векторной диаграмме 3 (см. рис. 48) первого кривошипа вала с. Так, суммы составляющих для хх при а, = 0 + 2,79 + 3,66 — 6,45 +

Рис. 63. Векторная диаграмма момента сил инерции второго* порядка для шестисекцнонного двигателя «Нэпир-Дэлтик»

+ [0,454 cos (360°+ 2а,) + 0,946 sin (360° + 2а,)] 1 + + [0,454 cos (120° + 2а,) + 0,946 sin (120°+2а,) ] 4 + + [0,454 cos (240°+ 2а,) + 0,946 sin (240°+ 2а,)] 3].

После преобразования

172