CC BY
0УДК 621.548
ШАМОЛ АГРЕГАТИНИНГ БАРЦАРОРЛИГИНИ ТАЪМИНЛАШ МАСАЛАСИ
Дехдонов У.Е., Нажмиддинов И. Б., Рахимов А. М.
АННОТАТЦИЯ. Ушбу маколада вертикал укли роторли шамол агрегатининг баркарорлигини таминлаш масаласи назарий куриб чкилган. Агрегат хдракатининг дифференциал тенгламасини ечиш натижасида олинган маълумотлар графиклар куринишида келтирилган. Зарурий хулосалар чикарилади.
АННОТАТЦИЯ. В статье теоретически расмотрена задача для обеспечения устойчивости ветрового агрегата с вертикальной осью вращения. Приведены результаты в виде графики полученные решением дифференциального уровнения агрегата. Даны необходимые выводы.
ANNOTATION. In this article the task was observed the oreticallyto remain stability wind agregate with vertical axis rotation. There was adduction of results in the form of graphic received with solution differential equation of agregate. Required conclusionswere given.
Калит сузлар: Шамол тезлиги, ротор, агрегат, механизм, юритма, маховик, бурчак тезлик, инерция моменти, дифференциал тенглама, югурук муфта.
Ключевые слова: Скорость ветра, ротор, агрегат, механизм, привод, маховик, угловая скорость, момент инерции, дифференциальное уравнение, обгонная муфта.
Key words: Wind velocity, rotor, aggregate, mechanism, gear, flywheel, velocity of angle, moment of inertia, differential equation, overrunning clutch.
Шамол агрегати уз иш жараёнида баркарор ишлаши зарур. Баркарорлик коэффициенти 5 агрегатлар учун белгиланган кийматдан ортиб кетиши агрегат ишчи -генератор валининг турли бурчакли тезликларда нотекис хдракатига олиб келади. Ушбу масалани вертикал укли роторли (1-шакл) агрегат учун тузилган математик модел ёрдамида ечамиз [1].
Шамол агрегатиниг бу турдаги роторларида хдракатлантирувчи момент киймати даврий узгаришга эга булади [2], шамол тезлигининг оний узгаришларида унинг бурчакли тезлиги киймати ихтиёрий куриниш олади.
1-шакл. Шамол агрегатиниг ротори - "Ласточка" УзР Патенти № 2118, 1994.
Ушбу ишчи х,олатни баркарорлаштириш учун агрегат марказдан кочма механизм билан таъминлаган. Агрегат юритмаси (привод) нинг схематик куриниши 2-шаклда тасвирланган.
2-шакл. Агрегат юритмасининг схематик куриниши Х,исоблар ротор геометрик улчамларининг кенг диапазони учун олиб борилган. Бу
ерда натижалар тажриба нусхдси учун келтирилади: п=5, ^ =1 м, h =1 м,С1=6.5 Н/мм -маховик массасининг ортга кайтишини таъминловчи пружинанинг бикрлиги; г0=0,12 м-маховик массасининг бошлангич х,олатидаги радиуси; гчег= 0,36 м- маховик массасининг чегаравий х,олатидаги радиуси; 3=0- генераторнинг инерция моменти (тажриба нусхасини
тайёрлашда генератор агрегатга кулланилмаганлиги сабабли 3=0 га тенг деб олинди);
2 2 3ротор=0,0391 кг-м - роторнинг инерция моменти; 3юритма=0,0126 кг-м - юритманинг
инерция моменти; ^еханизм=10,5-агрегат механизмининг узатишлари сони; ^ритма=3,5-
юритма механизмининг узатишлар сони; т=0,450 кг- маховик юкларидан бирининг
массаси; Rт=0,04 м-юкнинг ташки радиуси; Rи=0,015 м-юкнинг ички радиуси; Мрзк=2,16
Н-м-роторнинг зарарли каршилиги; Мюзк=2,02 Н-м-юритманинг зарарли каршилик
моменти.
Агрегат тизимида икки узгарувчи унинг хдракати конуниятига таъсир этади (2-шакл): роторнинг бурилиш бурчаги (1 ва маховик массаси 6 билан айланиш уки 5 гача булган масофа г. Юкорида келтирилган мулох,азаларга кура, келтириш звеноси учун вал 5 кабул килинган. Бунда валлар 1,3,4,5 ва тасмали узатма 2 хдракатни узатишда деформацияланмайди деб х,исоблаймиз.
Агрегат ишчи вали 5 тезлиги меъёрдан ортса маховик тошлари 6 ни марказдан узоклаштиради ва ротор вали 4 дан келаётган хдракатни ишчи валдан узади.
Маълумки, бундай агрегатнинг математик модели куйидаги тенглама ёрдамида ифода этилади [2]:
'Ур • а2 + • Ъ2 + т {Щ + Щ)+Зген + 4 • т • г2)ф + 8 • т • г • г•ф = Мх • о - Мр^к • о - Мфж - М • Ъ
1 (1)
4 • т • Г' - 4 • т • г • ф2 = -С • (г - г) - С • (г - гтег)
Тенгламадан куринадики, система эркинлик даражаси иккига тенг булган ночизикли дифференциал тенгламалар системасидан иборат. Бунда г = и булиб, массанинг уз буйлама уки буйлаб нисбий хдракати тезлигини курсатади.
Х,осил килинган (1) тенгламада хдракатлантирувчи момент Мх=/ (п, ^ ,и,фф ,ф) куринишдаги богланишдан иборат булганидан [3] маховик радиуси кийматини х,ам г=/(п,1,и,(ф ,ф) куринишда аниклашга имкон беради. Бу эса механик энергияни аккумуляция килувчи маховикнинг инерция радиуси кандай интервалда узгариши зарур эканини аниклайди, кайсики, бу богланиш тавсифини аниклаш агрегатнинг баркарор ишлашини таъминлашдаги бош масаласини ташкил этади.
Х,осил килинган (1) тенгламалар системаси агрегат механизмининг ишлаш принципига кура татбик этилганида куйидагича х,олатлар булиши мумкин. Ушбу масалани аниклашда ёрдам беришини инобатга олиб, агрегат ишлаш принципининг схематик куринишини келтирамиз (3 - шаклда).
1. Генератор валининг ишчи х,олатга чикиши: ротор уз хдракатини тинч х,олатдан бошлаб, генератор валининг бурчак тезлигини ишчи кийматгача оширади. Бунда югурук муфта ва автоматик бошкариш системасининг муфтаси уланган х,олатда булганидан хдракат конунияти (2) тенглама билан ифодаланади ва бошлангич шартлар 1=0
булганидан фо = 0 Фо = 0 куринишда булади.
'(• а2 + ,]з •Ъ + т •(щ2 + Щ)+ ,1гт + 4 • т • г2) •ф + 8 • т • г •г •ф = М х • а - М ^ • а - М к - М уззж • Ъ
• <
4 • т • г - 4 • т • г • ф2 = -С • (г - г0)
(2)
Агрегатнинг ишчи х,олати: шамолнинг бирор и тезлигида агрегат хдракатлана
бошлаб, маълум бир вакт утиши билан унинг айланма хдракатининг тезлиги бирор бир ф1 бурчак тезлик атрофида "тебрана"ди. Бунда бошлангич шартлар t=0
даф о = ф 1 ф о = ф 1 булади. Х,аракат тенгламаси эса (3) тенгламалар системаси каби сакланади.
3-шакл. Агрегат ишлаш тизимининг умумий куриниши
Агар, шамол тезлиги 17м/с дан ортиб (и>17м/с) кетса, харакатни автоматик бошкариш системасининг муфтаси вал 5 ни хдракатни узатувчи вал 4 дан узиб куяди. у холда бу холат учун 1-тенгламалар системасининг куйидаги тартибда узгариши буйича ифода килинади,
(т • (я2 + Я2)+ + 4 • т • г2) • ф + 8 • т • г • г • ф = -М1 4 • т • г - 4 • т • г •ф2 = -С • (г - гчег)
ф.к
(3)
Яъни Мх, 1р, 1ю, Мр.з.к.м кийматлар нолга тенг булиб, улар генератор валининг харакатига таъсир этмайди.
Бунда, ш5>шчег эканидан С^0 булиши шартини эслатамиз.
2. Генератор валининг ишчи холатдан чикиши: шамол тезлигининг зарурий минимал кийматидан (и<иШт) камайиши агрегат харакатини секинлаштиради ва
окибатда тухтатади. Айтайлик, генератор валининг бирор ® 1 бурчак тезлигида ш4<ш5 тенгсизлик уринли булсин, у холда система харакатининг конунияти 4-га кура ифода килинади.
Бошлангич шартлар, яъни t=0 да V0 = V1, ф 0 = 0, (р 0 = (р 1 Г0 = Г1 кийматларни олади.
Факат пружиналар, аксинча Сх>0, С=0 шартларни кабул килади. Агрегат дифференциал тенгламаси
(]р • а2 + ] з • Ь2 + т + Я2и)+ J ш + 4 • т • г2) •р + 8 • т • г • г •фр = -М рм • а - М фХ - М рзх • Ь
р
4 • т • г - 4 • т • г •(2 =-С •(г - г0)
уз
• т
каби куринишни олади.
Агрегат ишлаш жараёнида ротор валининг бурчак тезлиги 6,3-6,5 рад/сек киймат атрофида тебранади (4-шакл).
4-шакл. Ротор валининг бурчак тезлигининг узгариши
Ушбу курсаткичнинг ишчи валдаги натижалари 5-шаклларда келтирилади.
Ишчи вал иш х,олатига чикиш жараёни 5(а)-шаклда келтирилади. Бунда маховик массалари хдракати 5(б) - шаклда курсатилганидек куриниш олади.
Маховик массалари тезлик узгаришларини доимий кийматда саклаб туришлари учун инерция радиусининг узгартириши 5(в)-шаклда курсатилади.
Шамол тезлигининг ортиб бориши билан ротор хдракатидаги нотекислик нисбатан текисланиб боради 5(в)-шакл.
5(а)-шакл. Ишчи вал бурчак тезлигининг характеристикаси
МЕХАНИКА ВА ТЕХНОЛОГИЯ ИЛМИЙ ЖУРНАЛИ, 2021, №1(2)
30
5(б) - шакл. Маховик массаларининг харакати
5(в)-шакл. Ротор бурчакли тезлиги узгаришига доир
150 ва;: 100
п = 5
7^1
м
50 0
и 13 м/с
1;= 1 1 М/с
и 9 м/с
0
4
6
8
сек.
5(г)-шакл. - Ишчи вал тезлиги характерининг шамол тезлигига боFликлиги
5(д)-шакл. Ротор бурчакли тезлигининг уртача кийматининг шамол тезлигига боFликлиги
Шамол тезлигининг ортиб бориши билан бурчакли тезлиги хам ортиб боради (5(г,д)-шакл), бу жараён шамол агрегатининг баркарорлиги коэффициенти кийматини камайтиради (5(б)-шакл).
Хулоса: Марказдан кочма механизм агрегатни шамол тезлигининг оний узгаришларидан баркарорлигини таъминлайди. Шамол тезлиги кийматининг даврий узгаришларида бундай механизм билан масалани хал этиб булмайди. Ушбу маколада келтирилган натижалар ёрдамида "агрегатнинг баркарорлаштирувчи механизмлари кандай характеристикага эга булишлари керак" деган мухим масалага ойдинлик киритилди. Улар ишчи валнинг тезлигини ва фойдали каршилик моментини оптималлаштиришлари зарур.
АДАБИЁТЛАР
1. Фролов К.В. Теория механизмов и машин. Москва.: 1991.
2. Дехконов у.р. Шамол энергетик агрегатининг автоматик бошкариш системаси ва унинг харакати дифференциал тенгламаси. ФарПИ, Илмий-техника журнали, №2(3)-сон, 1998,
3. Жураев А., Дехконов У.Е., Шамол курилмасининг харакатлантирувчи моменти ва кувватининг хисоби, Механика муаммолари. Тошкент, №3-сон, УзФА «ФАН» нашриёти, 1997 й.
Механика ва технология илмий журнали кабул килинди 10.01.2021
