Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Повышение эффективности планетарных приводов технологических машин введением в их схему упругого звена

Диссертация: Повышение эффективности планетарных приводов технологических машин введением в их схему упругого звена
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

При конструировании планетарных приводов второго типа выгодно обеспечивать частотное отношение /3, близкое к резонансному, но меньшее его (то есть /? = (0,8.0,95)РР). При этом будут реализовываться повышенные значения амплитуды колебаний рабочего органа и мощности, идущей на преодоление сил полезного сопротивления. При конструировании планетарных приводов, содержащих сателлит с внутренними… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования
    • 1. 1. Области применения и классификация планетарных приводов
    • 1. 2. Некоторые конструкции смесителей вязких материалов периодического действия
    • 1. 3. Моделирование вязкой среды, оказывающей сопротивление рабочему органу технологической машины
    • 1. 4. Постановка целей и задач исследования
  • Глава 2. Динамика машин, рабочий орган которых движется в вязкой среде, на различных режимах работы
    • 2. 1. Неравномерность движения машинного агрегата при силах сопротивления, линейно зависящих от скорости
    • 2. 2. Определение момента инерции маховика на режиме выбега при силах сопротивления, линейно зависящих от скорости
    • 2. 3. Приближенное решение уравнения движения машинного агрегата в дифференциальной форме с учетом нелинейности системы
  • Глава 3. Теория и методы проектирования вибрационных планетарных приводов с упругим звеном
    • 3. 1. Схема планетарного смесителя, содержащая составное колесо. Формализация задачи
    • 3. 2. Исходные предпосылки и гипотезы для построения математической модели
    • 3. 3. Соображения теории размерностей. Определение влияющих безразмерных параметров
    • 3. 4. Задача скоростей и ускорений для составного колеса
    • 3. 5. Уравнение динамики составного колеса и его приближенное решение
    • 3. 6. Определение мощности сил вязкого сопротивления
    • 3. 7. Стабилизация мощности, развиваемой приводным двигателем
    • 3. 8. Конструкции смесителей, обеспечивающие стабилизацию мощности
    • 3. 9. Условия эквивалентности различных схем вибрационных смесителей
    • 3. 10. Выводы
  • Глава 4. Экспериментальное исследование смесителя
    • 4. 1. Конструкция экспериментальной тестомесильной машины
    • 4. 2. Расчет безразмерных параметров, соответствующих конструкции экспериментальной машины
    • 4. 3. Эксперименты по определению амплитуды колебаний сателлита
    • 4. 4. Эксперименты по обнаружению эффекта стабилизации мощности приводного двигателя
    • 4. 5. Выводы

Повышение эффективности планетарных приводов технологических машин введением в их схему упругого звена (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

УПРУГОГО ЗВЕНА.

Специальность 05.02.02 — «Машиноведение, системы приводов и детали машин».

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Научный руководитель — заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор В. И. Пожбелко.

Челябинск — 2005.

Введение

4.

4.5. ВЫВОДЫ.

Из приведенных в данной главе результатов можно сделать следующие ы:

1. В машинах, созданных на базе планетарных механизмов с уравновешенными сателлитами, возможно возникновение автоколебаний за счет взаимодействия рабочего органа машины с обрабатываемой средой. В частности, это утверждение относится к планетарным смесителям вязких материалов.

2. Разработанная математическая модель колебаний сателлита вибрационного ПСВМ хорошо отражает реальный процесс в области колебаний с малой амплитудой (при малых значениях относительной вязкости перемешиваемой среды). В области колебаний с увеличенной амплитудой представленная математическая модель дает лишь качественное описание процесса, что связано, очевидно, с предпринятой попыткой максимально приблизить разработанную модель к линейной.

3. В целом принятые в предыдущей главе перед разработкой математической модели исходные гипотезы и предположения подтверждаются проведенными экспериментами, по крайней мере, в некотором диапазоне характеристик вибрационных ПСВМ и свойств перемешиваемой среды.

4. Наблюдаемый в некоторых случаях «провал» экспериментальной кривой зависимости амплитуды колебаний от вязкости среды по отношению к соответствующей теоретической кривой при малых значения вязкости связан с «псевдотвердым» вращением среды в объеме дежи.

5. Подтверждается эффект частичного выравнивания развиваемой приводным двигателем вибрационного ПСВМ мощности в ходе изменения вязкости перемешиваемой среды. Вибрационный смеситель автоматически «приспосабливается» к изменяющимся в ходе перемешивания свойствам вязкой среды.

Вследствие наложения колебаний на основное движение месильного органа имеет место усложнение траектории его движения, способствующее интенсивному перемешиванию обрабатываемой среды.

Упругий элемент в конструкции вибрационного ПСВМ смягчает удары в зубчатых передачах смесителя при его пуске и в моменты взаимодействия месильного органа с относительно твердыми частями перемешиваемой вязкой среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основе выполненного комплекса теоретических и экспериментальных исследований были получены следующие основные результаты и выводы:

1. В машинах, созданных на базе планетарных механизмов с уравновешенными сателлитами, возможно возникновение автоколебаний за счет взаимодействия рабочего органа машины с внешней нагрузкой, что является теоретической предпосылкой для создания нового типа планетарных приводов вибрационного действия с уравновешенными сателлитами, которые отличаются применением упругой связи между рабочим органом и приводным двигателем.

2. Разработана теория вибрационных планетарных приводов с уравновешенными сателлитными узлами, описывающая поведение колебательной системы рабочего органа в условиях переменной внешней нагрузки. При этом установлены следующие теоретические закономерности:

1) амплитуда автоколебаний рабочего органа увеличивается с возрастанием нагрузки и имеет четко выраженный предел;

2) выявлены три возможных варианта изменения мощности в вибрационном планетарном приводе с переменной нагрузкой на рабочем органе, только один из которых (а именно при сг =-3,0.-2,1) обеспечивает стабильную загрузку приводного двигателя;

3) существует устойчивый предельный цикл возникающих автоколебаний рабочего органа, не зависящий от начальных условий движения колебательной системы.

3. Выделенные обобщенные параметры {а, р, Л,<�т) полностью характеризуют разработанный новый тип планетарных приводов с упругим звеном с трех точек зрения — конструктивные параметры, величина сопротивления на рабочем органе, режим движения рабочего органа.

4. Установка в конструкции планетарного привода упругого элемента способствует снижению динамических нагрузок при пуске двигателя машины в условиях полной нагрузки на рабочем органе.

5. Теоретически выявлен и экспериментально подтвержден эффект стабилизации мощности приводного двигателя при работе в условиях переменного сопротивления на рабочем органе без регулирования передаточного отношения привода (переключения коробки скоростей) и изменения оборотов двигателя.

6. Основываясь на графиках, выражающих зависимость мощности от конструктивных параметров вибрационного планетарного привода, можно дать следующие практические рекомендации по рациональному проектированию разработанного нового типа вибрационных приводов:

1) При конструировании планетарных приводов, содержащих сателлит с внутренними зубьями (приводы первого типа) надо выбирать величину от = 0,05.0,3 (то есть а<�акр) для проявления эффекта стабилизации мощности, идущей на перемешивание (при этом дополнительно надо выполнить условия Р < РР и сг = -3,0. .-2,1).

2) При конструировании планетарных приводов, содержащих сателлит с внешними зубьями (приводы второго типа) следует предусматривать большие значения, а (то есть, а > оскр). В этом случае безразмерная средняя мощность постоянна, а следовательно, мощность в ваттах будет изменяться прямо пропорционально средней вязкости среды /л, то есть не быстрее, чем в конструкциях смесителей, не содержащих упругие элементы. Кроме того, при больших, а становится близкой к максимальной амплитуда колебаний рабочего органа, что хорошо сказывается на процессе перемешивания. Однако при слишком больших значениях, а становится малой относительная амплитуда колебаний баланса (т. е. амплитуда, деленная на угол средней закрутки г) и могут возникнуть конструктивные трудности с обеспечением возможности закрутки упругого элемента на большой угол. В соответствии с выводами теории размерностей конструктивно можно обеспечить любые наперед заданные значения числа, а при фиксированных значениях остальных безразмерных параметров.

3) При конструировании планетарных приводов второго типа выгодно обеспечивать частотное отношение /3, близкое к резонансному, но меньшее его (то есть /? = (0,8.0,95)РР). При этом будут реализовываться повышенные значения амплитуды колебаний рабочего органа и мощности, идущей на преодоление сил полезного сопротивления.

4) В любой конструкции вибрационного планетарного привода следует предусматривать значения относительного вылета месильного органа, близкие к единице (Л = 0,7. 1,3), так как при меньших и при больших значения вылета амплитуда колебаний резко уменьшается.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Пат. 2 253 507 РФ, МЕСИ В 01 Г7/30, А 21 С 1/02 Планетарный смеситель вязких материалов / Пожбелко В. И., Ковнацкий А. В. Заявлено 16.06.2004- Опубл. 10.06.2005. Бюл. № 16.
  2. Пат. 2 258 558 РФ, МКИ В 01 Р7/30, А 21 С 1/02 Планетарный смеситель вязких материалов / Пожбелко В. И., Ковнацкий А. В. Заявлено 28.06.2004- Опубл. 20.08.2005. Бюл. № 23.
  3. С. М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для втузов. — 12-е изд., стер. -М.: Высш. шк., 1998.
  4. Теория механизмов и механика машин: Учебник для втузов / Под ред. К. В. Фролова. — 3-е изд., стер. — М.: Высшая шк., 2001.
  5. Н. Н. Курс теоретической механики: Учебник для машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003.
  6. Л. Г. Механика жидкости и газа. Учебник для вузов. — 6-е изд., перераб. и доп. -М.:Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.
  7. В. М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик. СПб.: ГИОРД, 2002.
  8. В. Д. Элементы теории колебаний: Учебное пособие для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001.
  9. Н. В. и др. Введение в теорию нелинейных колебаний: Учебное пособие для втузов. 2-е изд., испр. / Бутенин Н. В., Неймарк Ю. И., Фуфаев Н. А. -М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1987.
  10. И) Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. 9-е год., перераб. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1981.
  11. М. К. Алгебра, тригонометрия и элементарные функции: Учеб. пособие / М. К. Потапов, В. В. Александров, П. И. Пасиченко- Под ред. В. А. Садовничего. -М.: Высш. шк., 2001.
  12. . М., Детлаф А., А. Справочник по физике: 3-е изд., испр. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.
  13. Э .А., Ушаков В. К. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979.
  14. Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. -М.: Наука, 1965.
  15. Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: «Химия», 1975.
  16. В. М. Основы численных методов: Учебник для вузов. — М.: Высш. шк., 2002.
  17. Н. С. и др. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
  18. Н. И. и др. Численные методы. Учебник для техникумов. М.: Высш. шк., 1976.
  19. Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособие. — В 10-ти т. Т. I. Механика. 4-е изд., испр. — М.: Наука, 1988.
  20. М. Я. Справочник по высшей математике. М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2005.
  21. И. Е. Некоторые эффекты и парадоксы в аэродинамике и гидравлике. -М.: Машиностроение, 1982.
  22. Д. В. Гидравлика: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984.
  23. Д. В. Общий курс физики. Учебное пособие для вузов. В 5 т. Т. Г. Механика. 4-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ- Изд-во МФТИ, 2002.
  24. И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлением. М.: Машиностроение, 1975.
  25. Д. Н. Детали машин. Учебник для вузов. 3-е изд., испр. и перераб. -М.: Машиностроение, 1974.
  26. М. Н., Финогенов В, А. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. 8-е изд., испр. — М.: Высш. шк, 2003.
  27. Рекламные проспекты фирмы «Sancassiano» по технологическому оборудованию пищевых производств.
  28. В. А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля: Учебное пособие. -М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004.
  29. С. А. Автоматические коробки передач. М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство ACT», 2003.
  30. Рекламный проспект фирмы «Агропроминжиниринг» по технологическому оборудованию пищевых производств.
  31. И. А., Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники: Учеб. пособие для студ. неэлектротехн. спец. средних учеб. заведений. 3-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 1998.
  32. В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982.
  33. А. А. Устройство автоматических коробок передач и трансмиссий. Ростов н / Д: «Феникс», 2003.
  34. А. А. Устройство автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Типы и системы двигателей. Ростов н / Д: «Феникс», 2004.
  35. В. И. Математические методы классической механики. М.: Наука, 1974.
  36. А. В. и др. Основы автоматики и автоматизации химических производств. Учебное пособие для вузов / Казаков А. В., Кулаков М. В., Мелюшев Ю. К. -М.: Машиностроение, 1970.
  37. В. И., Сурков А. Н. Теория автоматического регулирования и системы автоматики. М.: Машиностроение, 1972.
  38. И. И. Теория механизмов и машин. Учебник для втузов. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1988.
  39. Н. И. Колебания в механизмах: Учебное пособие для втузов.
  40. М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1988.150
  41. А. А., Норейко С. С. Курс теории колебаний. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1966.
  42. А.П., Шляхтина A.M. Торгово-технологическое оборудование. — М.: Экономика, 1983.
  43. М.И., Ицкович Г. М. Справочник по сопротивлению материалов. Минск: Вышейш. школа, 1969.
  44. С.С., Валеева О. В. Пружины: конструкция, расчет и проектирование: Учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002.
  45. Варсимашвили P.LLI. Планетарные и дифференциальные передачи с некруглыми зубчатыми колесами. Тбилиси, «Мецниерба», 1987.
  46. З.Б. Машины химической промышленности. М.: Машиностроение, 1965.
  47. И.А., Глушко К. Б. Опря А.Г. и др. Планетарные прецессионные передачи. Кишинев, «Штиинца», 1987.
  48. С.А., Тимофеев Г. А. Курсовое проектирование по теории механизмов и механике машин: Учеб. пособие для втузов/Под ред. К. В. Фролова. -М.: Высш. шк. 1999.
  49. О.Н., Коробко В. И., Мелик-Аракелян А.Т. Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики: Учебник. М.: ИНФРА-М, 2004.
  50. Н.В. Введение в аналитическую механику. М.: «Наука», 1971.
  51. В.Д., Петров A.B. Планетарные и гидравлические передачи. -М.: Военное изд-во мин. обороны СССР, 1961.
  52. И. И. Механизмы в современной технике. Зубчатые механизмы. -М.: Наука, 1973.
  53. A.C. Силовые передачи колесных и гусеничных машин. Л.: Машиностроение, 1975.
  54. В.И., Петров В. А. Гидромеханические передачи автомобилей. -М.: Машгиз, 1961.
  55. А.Д., Харченко А. П. Выбор трансмиссий гусеничных и колесных машин. М.: Машгиз, 1963.
  56. В.H. Планетарные и волновые передачи: Альбом конструкций. -М.: Машиностроение, 1980.
  57. В.Н. Планетарные передачи. JT.: Машиностроение, 1977.
  58. JT.H. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. М.: Машиностроение, 1979.
  59. С.Н., Есипенко Я. И., Раскин Я. М. Механизмы. — М.: Машиностроение, 1965.
  60. К.В. Вибрация друг или враг? — М.: Наука, 1984.
  61. И.И. Синхронизация в природе и технике. М.: Наука, 1981.
  62. Динамика машин и управление машинами: Справочник/В.К. Асташев, В. И. Бабицкий, И. И. Вульфсон и др.- Под ред. Г. В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1988.
  63. И.И. Колебания машин с механизмами циклового действия. — JL: Машиностроение, 1988.
  64. А.Ф. Механика машин. Фундаментальный словарь. — М.: Машиностроение, 2000.
  65. K.M. Механизмы на вибрирующем основании. — Каунас: АН ЛитССР, 1963.
  66. В.А., Быховский И. И. Вибрационные машин и процессы в строительстве. М.: Высшая шк., 1977.
  67. К. Колебания: Введение в исследование колебательных систем (пер. с нем.). -М.: Мир, 1982.
  68. Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений (пер. с англ.). М.: Мир, 1990.
  69. A.A., Держанский В. Б., Черепанов C.B. Динамическая нагруженность элементов бесступенчатой трансмиссии трактора//Вестник Челябинского агроинженерного университета, Т. 16, 1996, С. 70−76.
  70. Штербачек 3., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. Л.: Госхимиздат, 1963.
  71. Bert C.W. Machine design, Academic Press. New York, 1963.
  72. Holland F.A., Chapman F.S. Liquid Mixing and Processing in Stirred Tanks. Reinhold Publ. Corp. New York, 1966.
  73. Uhl V.W., Gray J.B. Mixing Theory and Practice. Т. I. Academic Press. New York, 1966.
  74. Uhl V.W., Gray J.B. Mixing Theory and Practice. Т. II. Academic Press. New York, 1967.
  75. В. И. Инерционно-импульсные приводы машин с динамическими связями. — М.: Машиностроение, 1989.
  76. В. В. Основы массопередачи: Учебник для студентов вузов. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1979.
  77. Я. М. и др. Методы и задачи тепломассообмена: Учебное пособие для авиационных вузов / Котляр Я. М., Совершенный В. Д., Стриженов Д С. М.: Машиностроение, 1987.
  78. Н. Н. Асимптотические методы нелинейной механики. — М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1969.
  79. А. В. Неравномерность движения машинного агрегата при силах сопротивления, линейно зависящих от скорости // Механика и процессы управления: Труды XXXII Уральского семинара. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2002.
  80. А. В. Определение момента инерции маховика на режиме выбега при силах сопротивления, линейно зависящих от скорости // Проблемы механики современных машин: Материалы второй международной конференции / ВСГТУ. Улан-Уде, 2003.
  81. А. В. Приближенное решение уравнения движения машинного агрегата в дифференциальной форме с учетом нелинейности системы // Журнал «Вестник ЮУрГУ», серия «Машиностроение». 2003. -Вып. 4.
  82. В. И., Ковнацкий А. В. Динамика движения составного колеса в вязкой среде // Труды XXTV Российской школы по проблемам науки и технологий. Екатеринбург, 2004.
  83. В. И., Ковнацкий Л. В. Обобщенный динамический анализ крутильных колебаний составного колеса в вязкой среде // Журнал «Вестник ЮУрГУ», серия «Машиностроения». 2004. — Вып. 5.
  84. В. И., Ковнацкий А. В. Динамика движения составного колеса в вязкой среде по криволинейной поверхности // Наука и технологии: Труды XXIV Российской школы. Т. 1. М., 2004.
  85. В. И., Ковнацкий А. В. Мощность сил вязкого сопротивления при движении составного колеса по криволинейной поверхности // Механика и процессы управления: Труды XXXIV Уральского семинара. Т. 2. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2004.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!