Обеспечение связности движений посредством рычажных связей при динамическом уравновешивании Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

УДК 621.534; 833: 886.2

В. Б. Кашуба

Братский государственный университет, Россия, Братск

Ю. В. Ермошенко, Р. С. Большаков Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЯЗНОСТИ ДВИЖЕНИЙ ПОСРЕДСТВОМ РЫЧАЖНЫХ СВЯЗЕЙ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ УРАВНОВЕШИВАНИИ

Рассматриваются вопросы динамических взаимодействий в механических системах, содержащих вращающиеся твердые тела. Показано, что парциальные системы могут быть связаны через специальные рычажные механизмы.

Известны многообразные методы уравновешивания [1-3], хотя в определенном смысле динамическое уравновешивание можно соотносить с введением в колебательные механические системы, состоящие из твердых тел и упругих элементов, дополнительных рычажных связей. Последние могут рассматриваться в структурных подходах как обратные связи, имеющие инерционно-упругие диссипативные или гироскопические свойства [4].

Возможности введения связей между парциальными системами может быть продемонстрировано на достаточно простых примерах. Пусть твердое тело, имеющее одну подвижную опору (точка А) и может в точке А перемещаться в двух взаимоперпендикулярных направлениях (рис. 1).

Из этих уравнений следует, что движения по подсистемам независимы.

Связность колебаний по координатам у1 и у2 может быть обеспечена через внешние воздействия, если они имеют соответствующую форму, например представлять собой воздействие, передающее инерционное возбуждение, что характерно для задач динамического уравновешивания колебаний. Возможны и другие формы связи между возмущениями, как показано в [5].

Принципиальная конструктивная схема для реализации связности может быть выполнена на различных основах, в том числе с использованием рычажных механизмов и соединительных элементов (рис. 2).

>-У2

т.В

ось

вращения

Рис. 1. Твердое тело с упругой опорой в точке А (упрощенная схема)

Полагаем, что ось у1 направлена вверх, при этом плоскость у 1АВ ± плоскости у2ВА . При малых значениях у1 и у2 ось тела АВ будет иметь углы наклона

у у2

а = ~1 в плоскости у1ВА и соответственно р = -у-

в плоскости у2ВА . Поскольку в рассматриваемом случае полагается, что движения по координатам у1, у 2 независимы, то уравнения движения при кинематическом возмущении примут вид

ту1 + к у = к 21, ту2 + К2 у2 = к2 22-

2

Рис. 2. Принципиальная схема взаимодействия рамки опоры с рычажным механизмом

Движение опоры (точки А) определяется работой специальной рамки, имеющей горизонтальные и вертикальные оси вращения. Материальная точка массой т отражает массоинерционные свойства вращающего вала.

Рамка имеет в направлениях перемещения по осям у и у2 соответствующие упругие связи (к1 и к2). Конструкция рамки такова, что имеет скользящие контакты с Г-образным рычагом, который (см. рис. 2) создает при повороте вокруг неподвижной точки необходимые связи координат движения по осям у1 и у2 .

£

Механика специальных систем

При выборе конкретного варианта конструктивной реализации возможно использование дополнительных связей W1 и W2, которые упоминались выше.

Таким образом, если системы с несколькими степенями свободы имеют конструктивное оформление, в котором связность движений между подсистемами (или парциальными системами) мала и даже отсутствует, ситуация может быть разрешена за счет введения дополнительных связей. Один из вариантов представлен на рис. 2, что открывает возможности апробирования нетрадиционных подходов. Вместе с тем введение дополнительных связей приводит к появлению симметричных связей в матричных формах линейных математических моделей. Связи между парциальными системами таковы, что они равны между собой и имеют один и тот же знак обратной связи.

Библиографические ссылки

1. Кинематика, динамика и точность механизмов: справочник / Г. В. Крейнин, А. П. Бессонов, В. В. Воскресенский и др. ; под ред. Г. В. Крейнина. М. : Машиностроение. 1984.

2. Щепетильников В. А. Уравновешивание механизмов. М. : Машиностроение, 1982.

3. Вибрации в технике : справочник : в 6 т. Т. 6. Защита от вибраций и ударов / под ред. К. В. Фролова. М. : Машиностроение, 1981.

4. Елисеев С. В., Резник Ю. Н., Хоменко А. П. Ме-хатронные подходы в динамике механических колебательных систем. Новосибирск : Наука, 2011.

5. Елисеев С. В., Лонцих П. А. Влияние управляющей силы в структуре внешних воздействий // Вестник ИрГТУ. 2011. № 4. С. 20-29.

V. B. Kashuba Bratsk State University, Russia, Bratsk

Yu. V. Ermoshenko, R. S. Bolshakov Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk

ENSURING THE COHERENCE OF THE MOVEMENTS VIA THE LINKS IN DYNAMIC BALANCE

Problems of dynamic of mechanic systems with rotating rigid bodis are considered. Connection of partial systems through special lever mechanisms are studied.

© Кашуба В. Б., Ермошенко Ю. В., Большаков Р. С., 2012

УДК 69.002.51.192:621.225.2

Д. Ю. Кобзов

Братский государственный университет, Россия, Братск

С. П. Ереско

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

О НАДЕЖНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ПОВЫШЕННОГО ТИПОРАЗМЕРА

Предлагается методология оценки параметров работоспособности и показателей надежности гидроцилиндров повышенного типоразмера дорожных и строительных машин.

Известно, что на существующих многофункциональных дорожных и строительных машинах (ДСМ) наиболее распространены гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком, при этом субъективное увеличение их основных параметров: диаметров поршня и штока D\, D2, давления p, хода штока г и параметра ф без каких-либо научно обоснованных рекомендаций для выбора их комплекса не гарантирует достижения ожидаемого положительного эффекта в итоге.

С целью минимизации числа основных параметров гидроцилиндра при соблюдении максимальной суммарной информативной значимости рекомендуется использовать комплексную характеристику его ос-

новных параметров в виде вектора Я1■ = [В2 (ф), р, г]

в системе координат [D2(ф), г, р].

Надо помнить, что внешние и внутренние факторы условий эксплуатации применительно к гидроцилиндру являются объективными и случайными для конкретной ДСМ, их неблагоприятное сочетание интенсифицирует процесс возникновения кумулятивных отказов и, следовательно, подлежат учету при оценке работоспособности и надежности гидроцилиндра.

К параметрам рабочего процесса гидроцилиндров ДСМ рекомендуется относить эксплуатационное перемещение штока и угол наклона гидроцилиндра к поверхности тяготения, которые должны быть определены с учетом алгоритма функционирования мно-