Практическое занятие №25
Тема: построение силовых многоугольников для моментов сил инерции вращающихся и прямолинейно движущихся масс Цель:методы уравновешивания моментов сил инерции вращающихся и прямолинейно движущихся масс
Материальное обеспечение: 1. Миклос А.Г., Чернявская Н.Г., Червяков С.П. Судовые двигатели внутреннего сгорания, 1986. 2. Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Судовые энергетические установки и их эксплуатация», 1985. 3. Справочная литература.
Вводный контроль: Действие сил инерции и их моментов на двигатель с точки зрения эксплуатации являются нежелательными, так как они вызывают тряску двигателя и вибрацию машинного фундамента. Вследствие относительно малой массы двигателя и его фундамента эта вибрация передается корпусу судна. Вибрация вредна, ибо она является одной из причин аварии трубопроводов, выхода из строя автоматики управления, появлению трещин в фундаментах двигателей и в корпусе судна. Кроме того, вибрация оказывает вредное действие на состояние здоровья экипажа. Краткая теория
Избежать полностью или частично этих явлений можно путем уравновешивания двигателя. Одноцилиндровый двигатель уравновесить невозможно, а в многоцилиндровых двигателях определенная степень уравновешенности может быть достигнута. Если возвратиться к рис.16.8 и мысленно представить, что справа от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести на таком же расстоянии «l», действует в одно и тоже время аналогичная (по величине и направлению) система сил инерции, то очевидно, что моменты этих сил все время будут уравновешивать один другой.
Порядок выполнения работы:
Силы инерции РиI, РиII, Рцв, Рцг создадут также моменты относительно центра тяжести двигателя, причем эти моменты будут действовать в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Плечами этих сил будут расстояния «l» (рис.16.8) от осей соответствующих цилиндров до вертикальной оси, проходящей через центр тяжести «с» двигателя. Моменты сил инерции, изменяясь по величине и направлению в зависимости от угла поворота кривошипа, стремятся повернуть двигатель относительно его центра тяжести в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Таким образом, если представить двигатель подвешенным за центр тяжести «С» (рис.16.8) на идеально прочной нити, то момент сил инерции Мив и Миг будут стремиться раскачать двигатель в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Условия уравновешенности двигателя могут быть сформулированы следующим образом. Для уравновешенности сил инерции и их моментов необходимо, чтобы при любом значении угла φ равнодействующая всех сил инерции и алгебраическая сумма моментов, действующих как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, были равны нулю. Уравновешивание может быть достигнуто двумя способами – естественным и искусственным. Если двигатель уравновешен без применения каких либо дополнительных устройств, а лишь за счет оптимальных углов заклинки кривошипов, порядка работы цилиндров, выбора кинематических параметров и общей компоновки двигателя, то такое уравновешивание называют естественным.
Рис.16.8 Схема действия моментов сил инерции на двигатель
Если с целью уравновешивания в конструкции двигателя применяются дополнительные устройства (в виде противовесов на щеках коленчатого вала, динамических противовесов на специальных дополнительных валиках, кинематически связанных с коленчатым валом), то такое уравновешивание называют искусственным. Следует также ввести понятие о внешней и внутренней неуравновешенности двигателя. Указанные выше условия уравновешенности (нулевые значения равнодействующих сил инерции и их моментов) относятся к внешней уравновешенности, так как эти условия свидетельствуют об отсутствии внешнего воздействия сил инерции двигателя и их моментов на фундамент и корпус судна. Однако эти же силы и моменты, действуя внутри остова двигателя, нагружают и деформируют его конструкции. Силы РиI, РиII нагружают коленчатый вал и подшипники и передаются фундаментной раме. Моменты МиI, МиII, Мц стремятся изогнуть вал в плоскости их действия, деформация коленчатого вала воспринимается рамовыми подшипниками (особенно центральными) и фундаментной рамой, в которой они расположены. В итоге в фундаментной двигателя, также как и в валу, под действием моментов возникают изгибающие напряжения и деформация. Отмеченное действие сил инерции и их моментов внутри остова двигателя определяет внутреннюю неуравновешенность двигателя. Независимо от степени внешней уравновешенности двигателя внутренне он всегда остается неуравновешенным. В формулы (16.1) и (16.7) для выражения сил инерции в качестве сомножителей входит масса движущихся частей и частота вращения. Следовательно, чем больше эти величины, тем сильнее их воздействие на остов двигателя (внутренняя неуравновешенность) и его фундамент (внешняя неуравновешенность).
Содержание отчета:
Заключительный контроль: 1. Действия вибрации двигателя на эксплуатацию. 2. Возможно ли уравновесить одноцилиндровый двигатель? 3. Какое уравновешивание называют естественным? 4. Искусственное уравновешивание. 5. Дать понятие о внутренней и внешней неуравновешенности.
Литература: 1. Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Судовые энергетические установки и их эксплуатация», 1985. 2. Миклос А.Г., Чернявская Н.Г., Червяков С.П. Судовые двигатели внутреннего сгорания, 1986. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|