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

• Автор: Ковнацкий, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

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
Заключение
Библиографический список
Приложения
Вспомогательные указатели
Актуальность темы исследования.
Планетарные приводы широко применяются в различных областях машиностроения (автомобиле- и тракторостроение, буровые установки, месильные машины и др.) в различном функциональном назначении (мультипликатор; коробка скоростей; роторно-поршневой двигатель; устройство сложного движения рабочего органа; загрузочное устройство автоматических линий) и могут быть выполнены по различным схемам. В частности, в технологических процессах многих отраслей промышленности существует необходимость перемешивания жидких смесей в условиях переменного сопротивления среды (промышленность строительных материалов, кондитерское производство, производство абразивного инструмента и др.). Правильность протекания технологических процессов необходима для получения качественной продукции и во многом определяется свойствами установленного на машине привода.
Машинный агрегат технологического оборудования в виде разнообразных смесителей вязких материалов содержит двигатель, жестко соединенный через ступенчатую коробку скоростей и планетарный передаточный механизм с рабочим органом.
Рассмотренные в данном исследовании планетарные приводы технологического оборудования (например, смесителей вязких материалов), в отличие от всех остальных типов рабочих машин (автомобиль, трактор, металлорежущий станок, кузнечно-прессовое оборудование и др.), имеют следующие специфические особенности работы:
1. Пуск двигателя происходит при полной нагрузке на рабочий орган и сопровождается дальнейшей работой в условиях самопроизвольно изменяющегося переменного рабочего сопротивления.
2. Переключение ступенчатой коробки скоростей требует полной остановки машинного агрегата и прекращения технологического процесса, причем
гана в этом случае в наиболее общем виде рассмотрим схематизированный узел, условно названный составным колесом.
Составное колесо (рис. 3.3) образовано двумя колесами, одно из которых (сателлит 1) катится без проскальзывания по неподвижной направляющей 3 с постоянной угловой скоростью (о . Второе колесо (баланс 2) установлено соосно сателлиту и может поворачиваться относительно него на некоторый угол у/, закручивая при этом упругий элемент (торсион). На ободе баланса параллельно его центральной оси закреплен невесомый цилиндрический стержень 4, движущийся в вязкой среде. Сателлит и баланс имеют радиусы соответственно г и р, это полностью уравновешенные твердые тела, для которых ось, проходящая через точку о перпендикулярно плоскости рисунка, является главной центральной осью инерции. Постоянный момент инерции баланса относительно этой оси обозначим через J. Точка о на рис. 3.3, в которой сателлит касается
направляющей, является мгновенным центром скоростей маховика [3, 4]. В качестве направляющей может также служить дуга окружности радиуса Л, центр которой может быть расположен как над точкой касания, так и под ней (то есть касание направляющей и сателлита может происходить как внешним, так и внутренним образом).
Рис. 3.1. Планетарный смеситель:
1 - двигатель приводной; 2 - корпус; 3 - механизм передаточный; 4 - водило; 5 - колесо центральное; 6 - сателлит; 7 - баланс; 8 - элемент упругий; 9 - орган месильный