УДК 631.311
О ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МАШИН ПРИ ПОМОЩИ
УТОЧНЕННОГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КУЛАЧКОВО-РЫЧАЖНЫХ
МЕХАНИЗМОВ
,
ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия
Рычажно-кулачковые механизмы достаточно широко применяются в современных машинах, в том числе и в мелиоративных [1]. В частности, рычажно-кулачковым механизмом можно считать механизм уклона дренажных трубоукладочных машин [2]. Уточненный динамический расчет этих механизмов с учетом упругости элементов и стохастического характера нагрузки приведет к повышению эффективности их работы, а также к повышению эффективности работы всей мелиоративной машины.
В качестве примера уточненного динамического расчета рычажно-кулачкового механизма мелиоративной машины приведем расчет кулачкового механизма с учетом упругости элементов и стохастического характера нагрузки.
Дифференциальное уравнение движения кулачкового механизма с упругим толкателем имеет следующий вид:
. (1)
Здесь 
, 
, 
, 
, 
, 
,
- обобщенная координата; 
- угол поворота упругого коромысла (толкателя); 
- угол поворота жесткого толкателя; b, c – коэффициент сопротивления и коэффициент жесткости толкателя (
) и вала (
), 
- момент инерции толкателя относительно оси вращения 
- модули сдвига материалов толкателя и кулачкового вала.
Если принять, что 
- угловая скорость вращения кулачка, то можно от уравнения (1) перейти к следующему уравнению
, (2)
где введены обозначения 
, 
, 
, 
.
Представим функцию нагрузки 
в виде
. (3)
Здесь 
- заданные постоянные, которые можно получить из аппроксимации экспериментальных данных [2]. Стационарную случайную функцию 
берем с известной спектральной плотностью
, (4)
где 
- дисперсия; 
- коэффициент корреляции; 
- преобладающая частота воздействия.
Для уравнения (2) получаем импульсную переходную функцию системы в виде
. (5)
Если воспользоваться методикой определения стохастических характеристик ударных случайных процессов в рассматриваемой системе, то получим при 
; 
, 
. (6)
Если для упрощения принять, что 
<<
, то получаем приближенную формулу для стохастической характеристики виброупругого перемещения А:
(7)
Здесь введены обозначения: 
, 
, 
, 
, 
.
График зависимости безразмерной дисперсии виброупругого
перемещения от относительного угла поворота кулачкового вала
Для некоторых численных данных: 
, 
, 
был построен график безразмерной дисперсии виброупругого смещения 
, который представлен на рисунке при значениях параметра нелинейности 
и 
(пунктирная линия) и трех значений параметра отношения частот h. Из анализа графиков видно, что максимальная величина KA уменьшается с увеличением величины отношения частот h. Это дает уменьшение среднеквадратичной амплитуды виброупругого смещения, что в свою очередь, повышает эффективность работы механизма и машины.
Библиографический список
1. , Мер мелиоративные и строительные машины. М.: Колос, 19с.
2. Строительные машины для механизации гидромелиоративных работ. /Под ред. . М.: Агропромиздат, 19с.
