Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

в


Рис.3,25. Схема экспериментальной установки
(привод вибровозбудителя не показан)

формацию кинематической цепи со стороны электродвигателя (рабо­чего органа). Тогда цриведенный коэффициент жесткости рассматри­ваемого участка

(3.15)

Н*м/рад

Упругость выделенных участков привода с,приведенными ко­эффициентами жесткости С_вх и с_б, определенными со стороны вход­ного вала 3 и рабочего органа соответственно, расположены после­довательно. Из равенства
М ₌ М ₊ Ми^г
Со С<Г С**
получим приведенный коэффициент жесткости С₀ всей систем

ы

С$х С<Г
Сех + и^гС<г


(3.16)

где

(3.17

)

В целях проведения эксперимента по определению приведенных жесткостей участков клиноременных передач установка была оснаще­на необходимыми приспособлениями и измерительными цриборами.
От блока 0-£, жестко установленного на валу двигателя I, перекинули нить к грузу #/ через два блока 0₂ и О3, находящих­ся на одной вертикальной плоскости и прикрепленных к неподвижной опоре (станине машины). Груз ^ предназначен для создания кру­тящего'момента на валу двигателя I при определении приведенного коэффициента жесткости Сд клиноременных передач 2 и 4 со сто­роны двигателя Г.
При определении приведенной жесткости С$ клиноременной передачи 6 со стороны рабочего органа 8 на его цилиндрическую поверхность намотали гибкую нить, которая перекинута через бло

к0^. На конце этой нити подвесили груз Я₂ .
При неподвижном водиле и сателлитных шкивах под действием грузов С(, и в₂ соответственно происходили повороты вала двигателя I и рабочего органа 8 за счет деформации клиновых ремней передач.
Для измерения линейного перемещения £ м точки звена, на котором определяется приведенная жесткость, применили инди­катор с ценой деления 0,0025 мм. Индикатор установили на непод­вижной станине так, чтобы можно было измерить перемещение точки звена на расстоянии / м от оси его вращения.
Тогда угловое перемещение рассматриваемого звена находим
*9 = -^ рал. (3.18)
Приведенный коэффициент жесткости оцределяли по формуле (3.15), учитывая
М ~ Як Нм ,
где Я - вес груза, Н;
к - плечо груза Я , м.
Методика проведения экспериментов заключается в следующем:

1. 
   Перед опытами стрелки индикатора перемещения установи­ли на нуле.
   
2. 
   Для определения в первом и втором участках приведенных жесткостей ^ и соответственно со стороны электродвига­теля и барабана варьировали крутящий момент, приложенный к со­ответствующему валу, при помощи эталонных грузов Я₁ и Я₂ . Интервал варьирования веса этих грузов: лЯ = 9,8 Н.
   
3. 
   Для каждого значения Я₁ и Я₂ записали в журнале по­казания индикатора перемещения. Опыты проведены с трехкратной повторностью.
   
4. 
   Измерения производили до полного буксования ремня кли­ноременной передачи.
   

При экспериментальном исследовании динамики и определении приведенных коэффициентов жесткости участков системы натяжение ремней передач поддерживали на постоянном значении.
Данные экспериментальных исследований сведены в табл.ПС в цриложении П2.
По результатам экспериментов построены зависимости момен­тов и Мд от углов поворота Ь И Ъ барабана и вала электродвигателя» которые показаны на рис.3.26,а и 3,26,£Г со­ответственно. Они построены по средним значениям измеряемых ве­личин.
Приведенный коэффициент жесткости а б первого участка
кинематической цепи привода сепаратора (от вала электродвигате­ля до сателлитов) определяется при помощи построенного графика зависимости момента Мб , приложенного к оси вала электродвига­теля от угла 9б и по формуле
^ ■-тт^2-> ^(злэ)
где Амд - масштабный коэффициент крутящего момента Мб ;
- масштабный коэффициент угла ^ поворота вала электродвигателя; с*# - угол между прямой частью зависимости М^ от
и положительным направлением оси абсцисс.
Приведенный коэффициент жесткости С# второго участка (от сателлитов до выходного шкива с! ) определяется при помощи зависимости момента Мб" , приложенного к оси вала барабана, от угла 4>б его поворота : по формуле




Мб)Нчу 80
АО

⁰ Ц005 0,0/0 0,0/5 0,020 0,025 % ^д



^а)
Н'М
76
5,0

°>⁰⁵ £,/«•»

о о,о1 ' о,ог о,оз 0,04
б)
Рио.3.26 Зависимость момента от угла поворота для определения приведенной жесткости:
О. - со стороны барабана; 8 - со стороны двигателя.


Рис.3.27 Диаграмма записи собственных колебаний системы на бумаге самописца

%
О где flMfi - масштабный коэффициент крутящего момента Мб ;

• 
  масштабный коэффициент угла У б поворота барабана;
  
• 
  угол между прямой частно зависимости от и положительным направлением оси абсцисс.
  

Численные значения приведенных коэффициентов жесткости, определенных по вышеизложенной методике, для прямолинейной час­ти зависимости момента от утла поворота (рис.3.26) составляют: **,= 692 Н*м/рад; С!б - 3806 Н*м/рад. Значение приведенного коэффициента жесткости С₀ всей системы, вычисленное с использо­ванием этих данных по формуле (3.16) - 2832 Н*м/рад.
Используя эти значения величин, по формуле (2.26) опреде­ляли частоту собственных колебаний системы виброцентробежного сепаратора, которая составила: К = 101 рад-с“*¹-.
Тензометрический способ определения частоты собственных колебаний заключался в следующем.
Используя измерительную систему, схема которой представле­на на рис.3.13, записали на диаграммной бумаге собственные ко­лебания рабочего органа при свободных колебаниях звеньев маши­ны. Описание принципа работы измерительной системы приводится в параграфе 3.3.1. В этих экспериментах в качестве первичного измерительного преобразователя использовали упругую балку (рис.3.17) прямоугольной формы размером 118 х 13 мм, на боковые стороны которой были наклеены проволочные тензорезисторы.
При помощи приспособления: балка с одной стороны опиралась на колеблющееся звено, а друтим концом жестко закреплена на ста­нине.
Таким образом, при колебаниях измеряемого звена - розетки барабана - происходило изменение сопротивления в наклеенных на упругой балке тензорезисторах вследствие их деформации при изги­бе. Эти сигналы через усилитель и другие приборы были поданы ко входу самописца, который регистрировал их на диаграммной бумаге.
Определение частоты собственных колебании системы экспери­ментального виброцентробежного сепаратора проводили в такой по­следовательности.

1. 
   При неподвижном водиле при помощи груза, подвешенного на нити, на розетку и вал двигателя приложили моменты, которые направлены в противоположные стороны. Нити гибкие и легко обре­заются ножницами, что обеспечивает одновременное снятие момен­тов, приложенных к рабочему органу и валу двигателя.
   

Под действием веса груза колебательная система была выведе­на из равновесного состояния на некоторый угол за счет деформации клиновых ремней.

2. 
   Включили в электрическую сеть измерительную систему.
   
3. 
   Обрезали нить, на которой подвешен груз, и в течение нескольких секунд производили запись на диаграммной бумаге соб­ственных колебаний упругой механической системы.
   

Характерная кривая записи собственной частоты колебаний системы на бумаге самописца приведена на рис.3.27.
В результате экспериментального исследования получено зна­чение круговой частоты собственных колебаний системы:
К = 107,5 рад*с”¹.
3.3.5. Сопоставление результатов экспериментальных исследований с теоретическими предпосылками
По методике, приведенной в параграфе 3.3.3, эксперименталь­но определены параметры движения и динамические характеристики экспериментального виброцентробешюго сепаратора.
Расчеты по уравнениям, полученным в главе 2, произведены на микрокалькуляторе "Электроника БЗ-34". Для этого составлены про­граммы для вычисления следующих параметров:

• 
  амплитудных значений угловых ускорений входного звена и бара­бана;
  
• 
  коэффициента усиления (коэффициента динамичности)у-/т^й!—/ •
  

/ (“Г/ -/ /
Эти программы представлены в приложении ПІ.
Экспериментальные и теоретические значения вышеупомянутых параметров при. варьировании амплитуды и частоты колебаний водила, момента инерции барабана, средней угловой скорости вала двигате­ля сведены в таблицы П2, ПЗ, П4 и ЇЇ5 соответственно.
Сравнение экспериментальных данных с теоретическими предпо­сылками производили по опытным точкам, показанным на рисунках 2.28, 2.29 и 2.30, в которых сплошными линиями изображены резуль­таты расчетов.
На рис.3.28 представлены зависимости амплитудных значений угловых ускорений входного звена (I) и барабана (2) от момента инерции барабана, которые вычислены по формуле (2.20).
Теоретические угловые ускорения входного звена и барабана от их экспериментальных значений в среднем отличаются на 8,7 и 5,8$.

С увеличением момента инерции барабана утловое ускорение ба­рабана возрастает. При изменении # от 0,311 до 0,824 кг*м^ ко­эффициент усиления (коэффициент динамичности) принимает значения от 1,25 до 2,01.Это можно объяснить уменьшением круговой частоты собственных колебаний Л* системы при увеличении момента инерции#,					Г
	—^	X	©
—			я*
»		V
			■