3.2 Расчёт изменения кинетической энергии агрегата.
Изменение кинетической энергии агрегата, равное избыточной работе, определяется по зависимости:
Т = ТС + ТV .
Тc - изменение кинетической энергии вращающихся масс;
ТV- изменение кинетической энергии масс, совершающих сложно-плоское и возвратно-поступательное движения.
При малых колебаниях угловой скорости можно приближённо принять
Тv
≈ 0,5
•
(Jv
- Jvн).
Величину Jv приведённого момента инерции масс, совершающих поступательное движение , в каждом положении вычисляется по формуле Jv = m3 ∙ (S)2 .
Следовательно: Тv ≈ 0,5 * * m3 ∙ (S)2 .
Тv = = Нм.
Отсюда находится в каждом положении механизма приращение кинетической энергии вращающихся масс:
ТC = Т - ТV .
ТC= = Нм.
Величина
ТC,
периодически меняясь, достигает в
каких-то положениях максимальных
и минимальных
значений.
Соответственно, в этих положениях
угловая скорость будет достигать также
значений ωmax
и ωmin.
Наибольший перепад кинетических энергий
вращающихся масс будет
=
-
=
= Нм.
Результаты расчётов Т=АИЗБ., Тc, Тv представлены на рис.12 и приводятся в табл.3.
Рис.12
3.3 Определение размеров маховика.
Определяем необходимую величину Jс приведённого момента инерции вращающихся масс.
Jc = / (δ ∙ ) = = кг.м2.
Величина Jсо , имеющихся вращающихся масс Jсо = Jп + Jр ∙ (iдк)2.
Здесь: Jп –момент инерции передаточного механизма, приведённый к валу кривошипа (задаётся в работе);
Jр ∙ (iдк)2- момент инерции ротора двигателя, приведённый к валу кривошипа.
Jсо= = кг.м2.
Момент инерции маховика находится как разница между необходимой величиной Jс приведённого момента инерции вращающихся масс и величина Jсо , имеющихся вращающихся масс.
JМ = Jc – Jco = = кг.м2.
Конструктивно маховик выполняется в виде колеса с массивным ободом прямоугольного сечения . Расчетная схема для определения размеров обода показана на рис.13.
Рис.13
Принимаем
,приближенно, что 90% момента инерции
маховика относится к ободу. Задаём
ориентировочно значение среднего
радиуса Rср=
4*ОА. Тогда масса обода находим по
формуле mоб
=
= = кг.
Площадь сечения обода определим по формуле
b
∙ h
=
=
= м2.
где - плотность материала (для чугуна = 7200 кг/м3). Для определения размеров сечения b и h задаём соотношение b / h = 1.
b =h= = м.
Чтобы исключить возможность разрушения обода маховика под действием центробежных сил инерции, производим проверка окружной скорости
Vокр = ср (Rср +0,5h) ≤ VКР. Для чугуна VКР = 30м/c.
Vокр= = ≤ VКР.
По уточнённым данным вычерчиваем в масштабе эскиз маховика (рис.14), на котором проставляем наружный диаметр dН = (2RСР + h), внутренний диаметр обода dВН = (2RСР - h) и ширина обода b.
При этом численные значения этих величин округляем до ближайших стандартных из ряда нормальных линейных размеров. Все остальные элементы маховика оформляем из конструктивных соображений, их размеры не проставляем.
dН = = м.
dВН= = м.
b= м.
Рис.14