страница 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Моделирование механизма резания лесопильных рам с параллельными силовыми потоками - страница №1/1
![]() МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РЕЗАНИЯ ЛЕСОПИЛЬНЫХ РАМ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ СИЛОВЫМИ ПОТОКАМИ И СИНХРОНИЗИРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ Кузнецов А.И., Новоселов В.Г., (УГЛТУ, Екатеринбург, РФ) akwer@yandex.ru MODELING OF THE MECHANISM OF LOG FRAMES WITH PARALLEL POWER STREAMS AND THE SYNCHRONIZING ELEMENT KuzneTSov A.I., novoselov v.g. (USFEU, Ekaterinburg, RU) akwer@yandex.ru Важнейшим звеном в лесопильном производстве являются лесопильные рамы. Их существенным недостатком являются неуравновешенные силы инерции подвижных масс кривошипно-шатунного механизма, вызывающие вибрацию. Этот недостаток устранен в механизмах лесопильных рам (ЛРВ-2, РУН63) с планетарными преобразователями вращательного движения в возвратно-поступательное. Кинематическая схема механизма приведена на рисунке 1. На схеме индексами Л и П обозначены соответствующие симметричные элементы левого и правого преобразователей и их приводов.
В этих механизмах полностью уравновешиваются вертикальные и горизонтальные силы, действующие на фундамент. Однако при смене скорости и направления движения пильной рамки происходит перекладка зазоров в зубчатых парах. Вследствие этого может возникать ударная нагрузка на зубья и происходить их постепенное разрушение. Кроме того, механизм имеет достаточно сложную структурную и кинематическую схему, включающую два замкнутых силовых контура:
Ввиду различия механических характеристик асинхронных двигателей, неравенства фактических передаточных отношений ременных передач и упругого скольжения в них, кинематических погрешностей в зубчатых передачах планетарных преобразователей неизбежно возникновение паразитных потоков мощностей и дополнительных нагрузок на звенья механизма и его приводов. В частности, в практике эксплуатации наблюдаются усталостные изломы синхронизирующих валов. Учесть эти факторы и их влияние на динамические нагрузки и на надежность механизма можно, имея адекватную динамическую модель. Для механизма с планетарным преобразователем разработанная нами [1, 2] динамическая модель представлена на рисунке 2.
Данная динамическая модель описывается системой дифференциальных уравнений:
где ΘiЛ, ΘiП – моменты инерции, ωiЛ, ωiП и φiЛ, φiП – угловые скорости и углы поворота вращающихся звеньев левого (Л) и правого (П) преобразователей и приводов; MijЛ, MijП – реакции связей; M4Л, M4П – моменты сил сопротивления приведенные водилам. Реакция нестационарной электромагнитной связи ротора и статора двигателей приводов определяется из дифференциальных уравнений связи [3]:
где ω0 – угловая скорость магнитного поля статора; p – число пар полюсов статора; ТЭ – электромагнитная постоянная времени; ψ – вспомогательная переменная; MК – критический момент двигателя. Упруго – диссипативные реакции валов двигателей, синхронизирующего вала и траверсы Mij определяются по общей формуле:
где Cij – коэффициент жесткости упругой связи между i – тым и j – тым звеном; bij – коэффициент неупругого (диссипативного) сопротивления связи между i – тым и j – тым звеном; ij – угол относительного поворота i – того и j – того звена. Упругопластическая характеристика ременной передачи аппроксимируется дифференциальным уравнением [4]:
где d, g, l, r – аппроксимирующие коэффициенты; D2Л(П), D3Л(П) – расчетные диаметры ведущего и ведомого шкивов левого и правого приводов. Поскольку, получить решение данной системы дифференциальных уравнений в аналитическом виде невозможно, будем исследовать данную модель методами численного моделирования. Для решения поставленной задачи удобно использовать пакет визуально-ориентированного программирования Simulink, входящий в состав системы Matlab. Модель механизма резания лесопильных рам с параллельными силовыми потоками и синхронизирующим валом представлена на рисунке 3.
Исследуемая модель представлена системой с входящими в неё подсистемами на рисунке 4, часть, которых, в свою очередь, содержит внутренние подсистемы. Каждая подсистема представляет собой самостоятельную структурную единицу и при необходимости может использоваться для исследования других моделей.
Экспериментирование над моделью, построенной в пакете Simulink, позволяет оперативно и наглядно представлять результаты численного эксперимента при изменении различных параметров и свойств модели, и тем самым определить оптимальное их сочетание. Библиографический список
|