Особенности динамических взаимодействий в схемах подвески транспортных средств с устройством для преобразования движения

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 62−752. 534
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СХЕМАХ ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ Елисеев С. В., Артюнин А. И., Каимов Е. В.
ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Иркутск, e-mail: eliseev_s@inbox. ru
Обсуждаются возможности нетрадиционных подходов в построении систем подвески транспортных средств или виброзащитных систем технологического оборудования на основе использования устройств для преобразования движения. Рассматривается несколько вариантов конструктивно-технологических решений. Предлагается метод построения математических моделей для оценки динамических свойств системы в реакциях на периодические возмущения. Динамические эффекты основаны на введении в систему дополнительных связей стержневого типа и механизмов для преобразования движения. Для оценки динамических свойств используется аппарат теории автоматического управления.
Ключевые слова: устройства для преобразования движения, механические колебательные системы, передаточные функции виброзащитных систем, структурные схемы
PARTICULARITIES OF DYNAMICAL INTERACTIONS IN THE SYSTEMS OF VIBROPROTECTION SCHEMES OF TRANSPORT MACHINES WITH ARRANGEMENTS FOR TRANSFORMATION OF MOVEMENT Eliseev S.V., Artyunin АЛ.,mov Е. У
FSBEO HPE «Irkutsk State University of Means of Communications»,
Irkutsk, e-mail: eliseev_s@inbox. ru
Possibilities of nontraditional in schemes of approaches in creature vibroprotection systems of transport machines and technological equipment on base of arrangements for transformation of movement are discussed. Some variants of technical decisions are considered. The method of receiving of the mathematical models for estimation of reactions on periodical external disturbances is offered. The dynamical effects are based on introduction in the system of additional ties of level types and mechanisms for transformation of movement. The device of the theory of automatic control is used for an assessment of dynamic properties.
Keywords: arrangements for transformation of movement, mechanical oscillation systems, transfer functions of vibroprotection systems, structural schemes
Защита транспортных средств и технологического оборудования от действия вибрационных возмущений основана на применении широкого спектра специальных упруго-диссипативных элементов в виде амортизаторов, демпферов, виброизоляторов различного назначения [1−3]. Многие вопросы методологического плана достаточно детализированы и нашли отражение в публикациях отечественных и зарубежных авторов [4−6]. Вместе с тем, ряд вопросов, связанных с изучением возможностей введения в структуры механических колебательных систем специальных устройств для преобразования движения, еще не получил должной детализации рассмотрения, что предопределяет интерес к поискам нетрадиционных средств повышения эффективности виброзащитных систем [7−9].
В предлагаемой статье рассматриваются возможности изменения динамических свойств механических колебательных систем при введении в их структуру специальных механизмов, использующих рычажные связи и возникающие при этом эффекты.
Цель исследования. Целью исследования является оценка динамических свойств, приобретаемых системой при введении новых связей, а также построения математических моделей, анализа динамических свойств при различных расположениях устройств для преобразования движения.
I. Общие положения. Постановка задачи исследования
Один из вариантов использования массоинерционного механизма в составе механической колебательной системы с объектом защиты от вибраций в виде твердого тела представлен на рис. 1.
Два шарнирно-рычажных механизма (соответственно 13, ^ и 1а, /,) в тт. А и В1 связаны винтовым несамотормозящимся механизмом, обладающим приведенным моментом инерции L. В процессе изменения положения тт. А1 и В лежащих на одной оси, продольные относительные смещения преобразуются в возвратно-вращательные движения элементов винтового соединения. Возникающие инерционные силы формируют дополнительные усилия в тт. А1 и В
Силы трения в винтовых парах, а также во всех шарнирах на предварительном этапе изучения динамических свойств являются малыми. Винтовой механизм рассматри-
вается как устройство для преобразования движения и может быть выполнен на другой конструктивной основе, например, с применением зубчатых передач [7, 10].
Рис. 1. Расчетная схема виброзащитной системы с двумя степенями свободы с рычажными
взаимодействующими механизмами
Особенности рассматриваемой схемы заключаются во введении нового типа связей колебательной системы с твердым телом. Такие связи определяют несвойственные обычным системам взаимодействия между парциальными системами.
На рис. 1 введены следующие обозначения: I I — расстояния до центра тяжести т. О- *, у2, у и ф — соответственно системы обобщенных координат относительно неподвижного базиса- г1, z2 — кинематические возмущения- М, I -масса и момент инерции объекта защиты (твердого тела) — к1, к къ -коэффициенты упругих элементов- 13−1 -длины звеньев рычажных механизмов.
Предполагается, что система совершает малые колебания относительно положения статического равновесия- координаты у1 и у2 связаны с неподвижной системой координат- в положении статического равновесия углы наклона звеньев рычажного механизма, согласно рис. 1, определяются углами ф ф10 и ф2, ф20. При этом твердое тело совершает только вертикальные движения- точки А1 и В1 соединены устройством для преобразования движения, в котором наклон линии А1В1 не оказывает существенного влияния.
Полагается, что 13 = 14 = 15 = 16 = I, ф10 = фр ф20 = ф2. Считаем также, что стержни шарнирно-рычажных механизмов являются невесомыми.
На рис. 2 представлена принципиальная схема взаимного расположения стержней шарнирно-рычажного механизма.
Продольное смещение т. А1 можно определить из очевидного соотношения:
Д4 = лХ-длг,.
Рис. 2. Схема расположения стержней при малых изменениях угла ф
В свою очередь:
ух =/-втф1 — / • вт (ф1 — Аф^,
где Аф1 — малое изменение угла ф определяющего конфигурацию взаимного расположения стержней [11]. Опуская геометрические детали, отметим, что в соответствии с рис. 2 смещение точки А1 при изменении координаты у1 составляет:
АА1 = ЪГУг где Ъ — геометрический параметр.
Кроме этого, при движении по координате у2 можно получить, что:
АВ2 = Ъ2•У2,
где Ъ2 — также определяется из геометрических соотношений.
Если принять, что ф1 = ф2, то Ъ1 = Ъ2- устройство для преобразования может ра- где ботать в зависимости от способа расположения шарнирно-рычажных механизмов (симметрично или однонаправлено), тогда изменение длины А1В1 определится:
А (ЛА)=Мл+^) —
Что касается Ъ1 и Ъ2, то при г1 = 0, z2 = 0 и 1= I (*=3& gt-6), Ъ1 = Ъ2 = г§ ф1.
II. Построение математических моделей
Найдем выражения для кинетической и потенциальной энергий системы.
Примем, что
y = ayi + by2, Ф = c (y2 — Уі),
1 г г. к 1
а = ---- Ъ =---- с = -- к + к к + к к +к
L,=Lb2 к3=к$. (1)
При рассмотрении условий симметричного расположения невесомых стержней можно полагать:
(1'-)
т = -м 2
ґ.2 У v
+ -J 2
ґ.2 Ф
V J
+ -Lbf 2 1
ґ • • 2 У^Уг J & gt-
тогда кинетическая энергия устройства для преобразования движения примет вид:
?• • Л
Тъ --L{
з
(1& quot-)
где у, ф — координата центра тяжести и угол поворота твердого тела- Ь — приведенная масса устройства для преобразования движения- что соответствует случаю (1'-), когда схема
111 расположения стержней симметрична. ТаТІ = -к1'-У^Л-к2'-УІ Л-кг'-{У~Уі) ¦ ким образом, кинетическая и потенциаль-
Т = -М 2
2
аУ+Ьу2
ная энергии могут быть записаны:
і•, • Y і ,/•
+ -Jc
V
У2 Уі
yl + Zl-y2
1 2 1 1 2
П = 21 '(-^1 -zi) +2к2-У2 + 2кз'-(Уі+2і~У2) ¦
(2)
(2'-)
В (2) и (2'-) учтено кинематическое воз- дифференциальных уравнений движения мущение г1(і) Ф 0 (при г2(і) = 0). Система в координатаху1 иу2 примет вид:
у1 ^(Мг2 + Л2 +Ь^р2 + кх + къ^ + у2 [(МаЬ-Л2-Ц^р2 -к3^ = к1г1 -къгх-Ьхгхр2(3)

Статистика по статье
  • 25
    читатели
  • 12
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц. сети

Ключевые слова
  • УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ,
  • МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ,
  • ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ,
  • СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ,
  • ARRANGEMENTS FOR TRANSFORMATION OF MOVEMENT,
  • MECHANICAL OSCILLATION SYSTEMS,
  • TRANSFER FUNCTIONS OF VIBROPROTECTION SYSTEMS,
  • STRUCTURAL SCHEMES

Аннотация
научной статьи
по машиностроению, автор научной работы & mdash- Елисеев С. В., Артюнин А. И., Каимов Е. В.

Обсуждаются возможности нетрадиционных подходов в построении систем подвески транспортных средств или виброзащитных систем технологического оборудования на основе использования устройств для преобразования движения. Рассматривается несколько вариантов конструктивно-технологических решений. Предлагается метод построения математических моделей для оценки динамических свойств системы в реакциях на периодические возмущения. Динамические эффекты основаны на введении в систему дополнительных связей стержневого типа и механизмов для преобразования движения. Для оценки динамических свойств используется аппарат теории автоматического управления.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой