7.10.1實驗目的
機械運轉的速度波動對機械的工作是不利的,它不僅會影響機械的工作質量,也會影響到機械的效率和壽命,所以必須設法加以控製和調節,將其限製在許可範圍之內。
(1)觀察機械的周期性速度波動現象,並掌握利用飛輪進行速度波動調節的原理和方法;
(2)通過將實驗結果與理論數據的比較,分析誤差產生的原因,增強工程意識,樹立正確的設計理念。
7.10.2實驗設備
實驗中所用到的實驗設備是機械係統動力學調速實驗台,其基本參數如下:
曲柄lAB=50mm;連杆lBC=180mm;電機轉速n1=1500r/min;
已知生產阻力為拉伸彈簧,其拉伸阻力為:
拉伸長度L=5mm,F=0kg;L=10mm,F=5kg;L=15mm,F=15kg。
7.10.3實驗原理和方法
作用在機械上的驅動力矩和阻抗力矩是主動件轉角φ的周期性函數,且在等效驅動力矩和等效力矩及等效轉動慣量變化的公共周期內,驅動功等於阻抗功時,在穩定運轉期間主動件的速度(角速度)波動亦按周期性波動,其運轉不均勻程度,用運轉速度不均勻係數δ表示。
機械運轉周期性速度波動的調節,其目的就在於減少速度波動使其達到機器工作所允許的程度;或者說,減小機器運轉速度不均勻係數δ,使其不超過許用值[δ]。
周期性速度波動的調節方法,是在機器中安裝一個具有很大轉動慣量的構件即飛輪,其調速原理簡述如下:
7.10.4實驗內容
(1)曲柄的真實運動仿真通過數模計算得出的真實運動規律,作出角速度線圖;進行速度波動調節計算,分析飛輪轉動慣量的影響。
(2)曲柄真實運動的實測通過曲柄上的角位移傳感器和A/D轉換器來進行采集、轉換和處理,並輸入計算機顯示出實測的曲柄角速度線圖;與理論角速度線圖分析比較,了解機構結構對曲柄的速度波動的影響。
(3)將大飛輪裝在曲柄軸上,觀察係統運轉的速度不均勻性。
(4)將小飛輪裝在曲柄軸上,觀察係統運轉的速度不均勻性。
(5)不裝飛輪,觀察係統運轉的速度不均勻性,前後比較。
7.10.5實驗步驟
(1)打開計算機,單擊“速度波動調節”圖標,進入速度波動調節實驗台軟件係統的界麵。單擊左鍵,進入曲柄滑塊機構速度波動調節界麵。
(2)啟動實驗台的電動機,待曲柄滑塊機構運轉平穩後,測定電動機的功率,填入速度波動調節界麵的對應參數框內。
(3)根據曲柄軸上安裝飛輪情況;無飛輪、小飛輪、大飛輪,在“實驗序號”數據框內分別填入0、1、2.。
(4)單擊“速度實測”鍵,進行數據采集和傳輸,顯示曲柄實測的角速度曲線圖。
(5)單擊“速度仿真”鍵,顯示曲柄動態的角速度曲線圖。
(6)在曲柄上加上大飛輪進行測試。
(7)將大飛輪卸下,加上小飛輪進行測試。
(8)不加飛輪測試。
(9)如果實驗結束,單擊“退出”,返回Windows界麵。
7.10.6問題討論
(1)分析大飛輪與小飛輪調速對傳動平穩性的影響,哪一種好?為什麼?
(2)飛輪調速的方法適用於哪類機械?
(3)平均轉速提高後,速度不均勻係數怎樣變化?