Моделирование привода механизма резания рейсмусового станка с тормозом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Библиографический список

1.СН 25-74. Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. М.: Стройиздат, 1975. 125 с.

2.БезрукВ.М., ГурячковИ.Л. и др. Укрепленные грунты. М.: Транспорт, 1982. 231 с.

3.Гончарова Л.В. Основы укрепления грунтов. М.: Транспорт, 1982. 140 с.

4.СНиП 2.05.07-85. Промышленный транспорт. М.: Строиздат, 1986. 68 с.

Приведены результаты поисковых исследований по использованию золы от сжигания осадков сточных вод и глинистых грунтов в дорожном строительстве.

Получены положительные результаты при укреплении смеси известью и битумом.

* * *

In the work are given the results of searching on use of ashes from incineration of sediments of drainage waters and ground in road building. The positive takes are received (obtained) on strengthening by a fossil and bitumen.

УДК 621.912.023

А. В. Александров,

кандидат технических наук

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА РЕЗАНИЯ РЕЙСМУСОВОГО СТАНКА С ТОРМОЗОМ

В предыдущих исследованиях [1; 2] было рассмотрено моделирование привода механизма резания рейсмусового станка, в конструкции которого не предусматривалась установка тормоза. Данная статья посвящена целесообразности введения тормоза в привод механизма резания рейсмусового станка. В связи с тем, что тормоз может быть установлен как на валу электродвигателя, так и за ножевым валом, с противоположной стороны клиноременной передачи, рассматриваем оба этих случая.

Тормоз, установленный на валу электродвигателя

Расчетная схема для данного случая представлена на рис. 1,а.

Рис. 1. Расчетные схемы для тормоза, установленного на валу электродвигателя (а) и за ножевым валом (б)

Принятые обозначения:

J1 - момент инерции ротора электродвигателя и шкива, установленного на нем;

J2 - приведенный к валу электродвигателя момент инерции ножевого вала и шкива, установленного на нем;

Ф1, ф2 - угловые координаты масс с моментами инерции J1, J2;

с - приведенная крутильная жесткость вала электродвигателя, клино-ременной передачи и ножевого вала;

Р - приведенный коэффициент сопротивления;

Мс - приведенный момент сопротивления;

М1 - приведенный тормозной момент;

Мд - крутящий момент электродвигателя.

Система дифференциальных уравнений в этом случае будет:

ЛФ1 в (Ф 2 — ф1 )-С (Ф2 -Ф1 ) = —Мт . (1)

]2 Ф2 + в( Ф 2 —<Р 1 ) +С (Ф2 -Ф1 ) =-М с .

Умножая первое уравнение системы (1) на а второе на и вычитая из первого второе, получим дифференциальное уравнение

V2 (Ф2 — « ) + (2 + Л )в(ф2 — ф1 ) + ( + ^2 )с(Ф2 — Ф1 ) =

= 12М т — /М с.

Разделив левую и правую части на /1/2, уравнение (2) примет вид

(Ф2 — Ф1 ) + А(Ф2 — «Ф1 )+ В(Ф2 —Ф1 ) = с, (3)

где А = ; В = ; С = М — Мс.

/ 2 ^ 2 /1 / 2

/ о ' С /2 М т — /1Мс Общее решение запишется как Ф = Ф0 + Ф. Здесь Ф = — = - 2 т 1 с

В с (/ + / 2) частное решение.

Обозначив Ф0 = (ф2 — Ф1) — С/В , получим однородное уравнение

Ф0 + Аф0 + В«0 = 0 . (4)

Таким образом, корни уравнения (4)

А А2

=—— В, или =—а±¡к .

А2

В реальных крутильных системах В >> —, так как в <<< с . Тогда

4

решением однородного уравнения (4) будет следующее:

Ф0 = ((т кг + С2соъ кг). (5)

Общее решение уравнения (3) запишется в виде

Ф = е-а((пкг + С2со8кг)+ 12Мт — /,Мс . (6)

С (/1 + / 2 )

Постоянные интегрирования найдутся из начальных условий:

Фс

J2MT - JlMc

c (Ji + J2) ; Фс

t = 0

= 0 t=0

л а J2 Мт - J1M с J2 Мт - ^ Мс

Таким образом, С, =----Ц-^; С, = 2 , т-Ц-^ .

1 к с (J1 + J 2) 2 с ( + J2)

Или, подставляя значения постоянных в общее решение (6),

Ф = e

—at J2 Мт - Ji Mc

:(Ji + J 2)

a .

—sin kt + cos kt к

J2Mт -JiMc

С (Ji +J 2 )

(7)

Результирующая динамическая нагрузка в упругой связи с определится как

сф = e

-at J2Mт - JiMc

a

—sin kt + cos kt к

Ji + J 2

при t = 0: e~at = i, cos kt = i, a/k - малая величина

2 (J 2 M т - JiM c)

J 2 M т -JiM c

Ji +J 2

(8)

Сфтах

Ji + J 2

Тормоз, установленный за ножевым валом

Расчетная схема для данного случая представлена на рис. 1,б. В этом случае Мтпр = Мтгп, где ¡п - передаточное число. Система дифференциальных уравнений будет следующей:

ЛФ1 +в(Ф 1 -фф 2) + с (ф1 Ф2 ) = М д, J 2Ф 2 -в Ф1 Ф 2 )-С (Ф1 Ф2 ) = -М^ .

(9)

Произведя те же действия, что и ранее, получим выражение (10), определяющее максимальную динамическую нагрузку в приводе рейсмусового станка при торможении:

2(2Мд + JlM?)

СФт

Ji + J 2

(i0)

Ф, рад

0,03

0,07

0,06

0,05

0,04

0,02

0,01

0 5 10 15 20 25 30 35 40 Мт,Мс,И-м

Рис. 2. График зависимости деформации упругой связи от тормозного момента (1 - тормоз на валу электродвигателя, 3 - за ножевым валом) и момента сопротивления на ножевом валу (2)

На рис. 2 приведен график изменения деформации упругой связи с в зависимости от тормозного момента. График показывает, что с увеличением тормозного момента пропорционально возрастает деформация упругой связи. Сравнивая полученные результаты в первом и втором случаях, можно заметить, что динамические нагрузки в приводе во втором случае значительно ниже.

1. Установлено, что с увеличением тормозного момента в приводе рейсмусового станка пропорционально возрастает деформация упругой связи и соответственно динамическая нагрузка. При наличии сопротивления на ножевом валу добавочная динамическая нагрузка в приводе уменьшается.

2. Для эффективного снижения динамических нагрузок в приводе станка торможение необходимо осуществлять тормозом, установленным за ножевым валом, с противоположной стороны клиноременной передачи.

3. Разработанные динамические модели с допустимой для инженерных расчетов погрешностью могут использоваться для определения динамических нагрузок в пуско-тормозных режимах.

Выводы

Библиографический список

1. Санев В. И., Александров А. В. Моделирование привода механизма резания деревообрабатывающего рейсмусового станка // Известия СПбЛТА. 1997. № 5. С.116-124.

2. Александров А. В. Исследование пуско-тормозных режимов резания рейсмусового станка // Технология и оборудование деревообрабатывающих производств: Межвуз. сб. науч. тр. СПб.: ЛТА, 1997. С. 15-21.

Приведены математические модели для изучения динамики пуско-тормозных

режимов в приводе рейсмусового станка.

* * *

The article contents mathematical models for studying the start-stop mode in the drive of woodcutting machine tool.

УДК 630*32

Г. Ш. Гасымов,

кандидат технических наук, доцент

В. А. Александров,

доктор технических наук, профессор

К ВОПРОСУ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ

ВАЛОЧНО-ПАКЕТИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ НА ПОСТЕПЕННЫХ И ВЫБОРОЧНЫХ РУБКАХ ЛЕСА

Предыдущими исследованиями [1; 2] было установлено, что уровень динамических нагрузок на валочно-пакетирующую машину (ВПМ) при ведении сплошных рубок леса во многом определяется квалификацией оператора, его умением использовать скоростной диапазон технологического оборудования и управлять пуско-тормозными процессами.

Работа современных валочно-пакетирующих машин на постепенных и выборочных рубках леса носит специфический характер и значительно