ch11機器的運轉及其速度波動的調節(jié)-資料下載頁
2025-05-03 18:40本頁面
【正文】 ?忽略變傳比的等效轉動慣量 m a x m in m a xW W W? ? ?最大贏虧功： JF=ΔWmax/(ωm2[δ]）－ Jc 由上式可得： 則 JF≥900ΔWmax/(n2π2[δ]） JcJF 如果用平均轉速 n(r/min)計算， 一般情況， 分析： 1） 當 Amax與 ω2m一定時 ， Jδ是一 條等邊雙曲線。當 δ很小時 ， δ↓→ J↑↑ δ J ?δ ?J 2） 當 J與 ωm一定時 ， Amaxδ成正比 。 即 Amax越大 ， 機械運轉速度越不均勻 。 4） J與 ωm的平方成反比 ， 即平均轉速越高，所需飛輪 的轉動慣量越小 。 過分追求機械運轉速度的平穩(wěn)性，將使飛輪過于笨重。 3) 由于 J≠∞， 而 Amax和 ωm又為有限值 ， 故 δ不可能 為 “ 0”， 即使安裝飛輪，機械總是有波動 。 利用它的儲能作用，在選用較小功率原動機的情況下， 能幫助克服很大的尖峰工作載荷。 飛輪的主要應用的進一步說明 利用它的儲能作用實現(xiàn)調速。 用作能量存儲器來提供動力。 如慣性玩具小汽車。 如鍛壓機械。 利用它的儲能作用實現(xiàn)節(jié)能。 如汽車上的一種飛輪制 動器。 用作太陽能及發(fā)電裝臵的能量平衡器。 φ Md Mr φ E a b c d e a39。 Amax的確定方法 在交點位臵的動能增量 △ E正好是從起始點 a到該交點區(qū)間內各代表盈虧功的陰影面積代數(shù)和。 Amax＝ Emax－ Emin ＝ △ Emax Emax、 Emin出現(xiàn)的位臵： 在曲線 Md與 Mr的交點處。 E(φ)曲線上從一個極值點躍變到另一個極值點的高度，正好等于兩點之間的陰影面積 (盈虧功 )。 作圖法求 Amax： 任意繪制一水平線，并分割成對應的區(qū)間，從左至右依次向下畫箭頭表示虧功，向上畫箭頭表示盈功，箭頭長度與陰影面積相等，由于循環(huán)始末的動能相等，故能量指示圖為一個封閉的臺階形折線。則最大動能增量及最大盈虧功等于指示圖中 最低點 到 最高點 之間的高度值。 強調不一定是相鄰點 Amax Emax Emin 可用折線代替曲線求得△ E 舉例： 已知驅動力矩為常數(shù)，阻力矩如圖所示，主軸的平均角速度為： ωm=25 rad/s,不均勻系數(shù) δ＝ ， 求主軸飛輪的轉動慣量 J。 解： 1)求 Md , 在一個循環(huán)內， Md和Mr所作的功相等，于是： ?? ? ?? 202 1 dMM rd5)]10221(21021[2 1 ??????? ???作代表 Md的直線如圖。 2)求 Amax 各陰影三角形的面積分別為： 三個三角形面積之和 0～ π/4 π/4～ 3π/4 3π/4～ 9π/8 9π/8～ 11π/8 11π/8～13π/8 13π/8～15π/8 15π/8～ 2π 10π/16 10π/8 15π/16 5π/8 10π/16 5π/8 5π/16 區(qū)間 面積 10 Mr Md 作能量指示圖 2π φ kNm π 3π/2 0 書上例題自學 由能量指示圖，得： Amax＝ 10π/8＝ KNm J ＝ Amax /[δ]ω2m ＝ 10/( 252) Amax ＝ 126 kgm2 輪形飛輪：由 輪轂、輪輻 和 輪緣 三部分組成。 輪轂 輪幅 輪緣 JA 飛輪主要尺寸的確定 其輪轂和輪幅的轉動慣量較小，可忽略不計。其轉動慣量為： 主要尺寸： 寬度 B、輪緣厚度 H、平均值徑 Dm H B Dm 22 ??????? mDmJ42mmD?m＝ Vρ =πDmHB ρ ρ為材料密度 按照機器的結構和空間位臵選定 Dm之后，可得飛輪質量： 選定飛輪的材料和比值 H/B之后，可得飛輪截面尺寸。 盤形飛輪： B D 2122DJm ??????? 82mD?選定圓盤直徑 D，可得飛輪的質量： m＝ Vρ π D2B ρ = 4 選定飛輪的材料之后，可得飛輪的寬度 B。 對于外徑為 D的實心圓盤式飛輪，由理論力學知 為保證安全，飛輪的外圓線速度不能超過許用值： 鑄鐵飛輪： vmax≤ 36 m/s 鑄鋼飛輪： vmax≤ 50 m/s 本章介紹的飛輪設計方法，沒有考慮除飛輪之外其它構件的動能變化，因而 是近似設計 。由于機械運轉速度不均勻系數(shù) δ容許有一個變化范圍，所以這種近似設計可以滿足一般的使用要求。 說明： 飛輪不一定是外加的專門附件。實際機械中，往往用增大帶輪或齒輪的尺寸和質量的方法，使它們兼起飛輪的作用，
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