Рельстік машина курстық жұмыс
КІРІСПЕ
Машиналар жұмыс істеу кезінде олардың механизмдерінің буындарында нақты пайда болатын жүктемелерді анықтау үшін айтылған механизмдерінің динамикалың моделдерін құру керек және олардың қозғалыстарының математикалық өрнектермен жазу (математикалық модель).
Динамикалық модель – теориялық зерттеулерде және инженерлік есептеулерде қолданылатын, қарастырылатын механикалық жүйенің дәріптелген кескіні (есептеу сұлбасы).
Жалпы айтқанда динамикалық модель өз тұрғысынан қарастырылып отырған механикалық жүйенің айтылған параметрлерімен, белгіленген өлшемдерімен механизмнің қарапайым есептік нұсқасын ұсынады. Параметрлерді басқаша теңдеудегі өлшемдер және динамикалық моделдің келтірушісі ретінде өрнектеуге болады. Математикалық модель дәстүрлі өз тұрғысынан келтірілген динамикалық моделге қатысты қарастырылынған механикалық жүйесінің қозғалысының дифференциалды теңдеулерінің жүйесі деп көрсетіледі. Дифференциалдық теңдеулер саны, өз тұрғысынан
жалпылама координаттар жүйесіне тең, және келтірілген динамикалық моделмен анықталады. Зерттеліп жатқан жүйенің параметрлерін геометриялық және физикалық деп бөлуге болады. Геометриялық параметрлерге мына шамаларды жатқызуға болады. Олар: ұзындық және біліктің диаметрі, машинаның доңғалағының диаметрі, инерция моментінің қимасы, бұралуға(полярлық) және иілуге(өстік) қарсы моменттер және басқада шамалар. Негізінде тұрақты шамалар беріледі, немесе оңай анықталады.
Физикалық параметрлер: массалар, күштер және олардың моменттері инерция моменттерінің массасы, серпімді звенолардың қатаңдығы, серпімді байланыстардың қатаңдығы, сырғанау үйкелісі мен тербелістің коэффициенттері. Физикалық параметрлер тұрақты және өзгермелі бола алады. Өзгермелі параметрлерге келесі мысалдарды келтіреміз. Үйкеліс коэффициенті (f0) жоқ және сырғанау үйкелісі (fk) , мысалы “доңғалақ-рельс” (болат үшін f0 = 0.25, fk = 0.15). Арқалықтың (біліктің) өзгермелі көлденең қимасында инерция моментінің қимасы арқалықтың өне бойында болмай
ды және оны анықтау үшін инерция моментінің ара қашықтықтан функцияналды тәуелсіздігін келтіру керек. Параметрдің өзгеруі жүкті тиеп-түсіретін құрылғылардың массаларының өзгеруін анықтайды. Механикалық жүйедегі массалар өзгерісінің әсерін анықтау үшін теңдеу құру қажет, уақытқа тәуелді массаның өзгеруін анықтайтын және осы теңдеуді сәйкесінше дифференциалды теңдеуге енгізу керек. Кей жағдайларда серпімді элементтердің қатаңдығы өзгермелі параметр бола алады.
Геометриялық параметрлер физикалық параметрлерді анықтауда қолданылады. Мысалы, білікттердің, арқалықтардың, доңғалақтардың диаметрлерінің массаларын инерция моментінің иілу мен бұралу қатаңдығы анықталады.
Берілген жұмыста мартен пештерін жүктеуде қолданылатын қозғалыстағы аудару рельстік машинасының қозғалу механизімін динамикалық моделін құруын қарастырамыз. Осыған ұқсас көптеген машиналар ірі металлургиялық зауыттарда қолданылады. Олар: Қарағанды металлургиялық комбинаты (Қазақстан), Магнитогор металлургиялық комбинаты (Россия), «Криворожсталь» (Украина) және басқа металлургиялық комбинаттар мен зауыттарда.
Жетекті рельстік жылдам машинаның, мысалы трамвай, метро вагондардын (0-1 сурет) жүріс бөлігін осы әдістермен зерттеледі. Жетексіз рельстік машинаның жүріс бөлігін осы әдістермен зерттеуге мүмкін болады. Мысалы 0-2 суретте көрсетілген темір жол вагоны және 0-3 суретте көрсетілген шахталы вагонетка. Олардың жетексіз жүріс бөлектері (қос доңғалақ) бір қатты дене деп жасалған, сондықтан статикалық анықталмаған.
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Жұмыс көлемі: 51 бет
Пәні: Басқа тақырыптағы курстық жұмыстар
-----------------------------------------------------------------------------------
КУРСТЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН МӘТІНІ
КІРІСПЕ
Машиналар жұмыс істеу кезінде олардың механизмдерінің буындарында нақты
Динамикалық модель – теориялық зерттеулерде және инженерлік есептеулерде
Жалпы айтқанда динамикалық модель өз тұрғысынан қарастырылып отырған
Физикалық параметрлер: массалар, күштер және олардың моменттері инерция
Геометриялық параметрлер физикалық параметрлерді анықтауда қолданылады. Мысалы, білікттердің,
Берілген жұмыста мартен пештерін жүктеуде қолданылатын қозғалыстағы
Жетекті рельстік жылдам машинаның, мысалы трамвай, метро вагондардын
0-2– Сурет Теміржол вагоны.
0-4– Сурет. Екі секциялы жүк электравозы.
0-5– Сурет. Жолаушылар паравозы.
0-6– Сурет. Жолаушылар вагоны.
0-7– Сурет. Жүк тасымалдау вагоны.
Бұл сұлбада өзіміз көріп отырғандай рельсті жүк машинасының
0-8– Сурет. Рельсті жүк машинасының күш сұлбасы:
0-9– Сурет. Маторсыз рельсті машинаның серіппелі қозғалыссуреті
1 Машинада әсер ететін күштер.
Машинаның жұмыс жасау барысында оның буындарына мынадай берілген
Қортындыланған, оң жұмыс жасайтын қозғалыс - Р
Технологиялық кедергі Q күші дегеніміз, ол жетектегі
Буындар ауырлығының күштері (гравитациялық күш-салмақ) масса буыннын орталығында
Механикалық немесе қосымша кедергілер буындардың
Пайдалы әсер коэфициенті - машина агрегатының маңызды көрсеткіші
Инерция күштері механизм буындар бірқалыпсыз
Кинематикалық жұптардағы пайда болатын байланыс реакциялары
Массаларды өзгеріс (қосу не бөлу) кезінде пайда болатын
Серпімділік күші мен серпімділік күш моменттері, механизм жұмысына
оның өлшемдігі Н/м. алынады.
Бұрау серіппесіне немесе біліктер үшін (бұралуға қатаңдығы)
оның өлшемдігі Нм/рад немесе Нм, себебі радиан өлшемсіз
Мұнда: F –серіппенің созылу (қысу) күші;
Т-серіппеге әсер ететін айналу моменті;
х- серіппенің сызықтық деформациясы;
φ – серіппенің немесе біліктін бұрыштық деформациясы.
с қатаңдығы тұрақты шама болғанда серпінді элеметтегі пайда
бұралуға қатаңдығы
Мұндай серпінді элементтерге сызықтық сипаттама тән келеді.
1.2 суретте серпінді элементінің сатылы-сызықтық сипаттамасы
берілген. Белгілі бір күш жету барысында, өсу барысындағы
Мұндай сипаттама жүру бөлігін аса жүктіліктен қорғауға жасалған
Сатылы-сызықтық сипаттамасына сәйкес жабдығы 1.3–суретте көрсетілген. Массасы
Күш пен деформация аралығындағы серпінді элементтер пропорцияның болмауы
сызықсыздық сипаттамасын білдіреді, мұндай сипаттама 1.3 суретте көрсетілген.
Серпінді күші Ру = с
серпінді күш моменті Му = сφ φ
немесе Му
формулаларымен анықталады.
Серпінді байланған денелер жүйесінің тербеліс процесінде, материал бөліктерінің
Диспассивті кедергі күштін түрі
Диспассивті кедергі күшін моменттің түрі
Мұнда диспассив кедергісің коэффициенті
Диспассивті кедергі күші механикалық энергияның шашырауына соқтырады. Әсер
1.1 Машина механизмінің жетегіндегі біліктердің айналу қатаңдығын
Бұл бөлімде рельсті машинаның қозғалтқыштарының механизмніндегі біліктерінің айналу
1.2 Рельсті машинаның қоғалтқыш механизмінің бәсеңдеткіш жүргізудегі біліктің
Білік әрбір ұзындық пен диаметрлік сатыларға ие.
Біліктің ең үлкен бөлігі ( 2.1-сурет), электрқозғалтқыштың берілісті
Аталған бөліктің айналу қаттылығы (1.1) формуламен анықталады, айналу
Бірінші теңдік тісті жалғастырғыш арқылы қосылған (2.2-сурет), ұзындық
(2.2-сурет) Бәсеңдеткіш білігінің сатылы бөлігі эскизі с диаметр
Келтірілген диаметр білік бөлігіне қатысты
.
Біліктің әрбір бөлігіне қатысты кері пропоционал.
(1.2)
Келтірілген беріктілігі
Сатылы біліктің қосынды қаттылығы
+ + .
Сатылы білікті қосынды беріктілігі келтірілген білік сатылы білікке
+ + ,
Бұдан білік ұзындығының анықталатын формула өрнектеледі
Біліктің бұл бөліктің ұзындығы 618мм.
2.3-Сурет Біліктің келтірілген ұзындығы lкел = 618 мм
және келтірілген диаметр = 114 мм
Келтірілген ұзындығы және келтірілген диаметр lкел
.
.
Жүргізілген бөлікте білікпен жасалған тіс тегеріш орналасқан. Тегеріштің
Тістегеріш айналу қаттылығы (1.1).
немесе
.
.
Келтірілген ұзындық және тіс тегеріш орналасқан бөлігі қаттылығы
Қатты қозғалыста бір ізді деп санап парапар қатынаста
немесе
.
Бәсеңдеткіш жүргізу білігі толықтыру қатынасын анықтау үшін біліктің
Білік бөлігінің электрқозғалтқыш айналымы ;
Айналу білігінің тісті бөлігі .
Жүргізуші біліктің бір ізді жалғастырушы білік бөлігі ретінде
.
Машина қозалысының механикалық бәсеңдеткіш жетегіндегі білік пен аралық
Бұл үш сатылы біліктің келтірілген ауыстыру. Оның келтірілген
Бірінші аралық келтірілген білік ұзындығы
Бірінші аралық айнымалы қатты білік
Бірінші аралық айнымалы қатты білік:
.
Нм.
Екінші аралық біліктің жүктеме бөлігінде тұрған геометриялық өлшем
Бұл екінші сатылы келтірілген білік ауыстыру. Оның ұзындық
.
Оның біліктің ұзындық ауыстырылуы
.
Екінші аралық біліктің айналу қаттылығы (1.1)
.
.
d10= 145мм, d11= 150мм, d12= 170мм, l10=160мм, l11=
Келтітірілген диаметр есептеуі
.
Жетектегі біліктің айнымалы қатаңдық
Жетектегі сол жақ бөлігіндегі біліктің келтірілген айнымалы қаттылығын
Білік қаттылығы келтіру барысында келтірілген және келтірілген жүйелер
Барлық жүйе берілген жағдайда айналдырушы қаттылық
қатысты болады. Эквивалентті келтірілген с12 қаттылықта
,
где -
- екінші өстегі келтірілген айналу қаттылығы,
- өстегі келтірілген айналу қаттылығы, екінші және үшінші
свд - өстегі келтірілген айналу қаттылығы.
Бірінші өстегі келтірілген айналу қаттылығы. Келтірілген біліктің потенциялдық
, осыдан ,
= 10,33 – Мұнда бәсеңдеткіш беріліс қатнасы (2.1сурет).
және - сәйкесінші жетектегі және жетекші
и - сәйкесінші жетектегі және жетекші
Бірінші біліктегі келтірілген айналым қатнасын табу
= 2,46·105·10,332= 262·105 Нм
Аналитикалық тұрғыда сәйкесінші екінші және
Мұнда z2= 26, z3= 61, z/3= 26,
(1.2) формуланы пайдалана отырып рельсті машина механизміндегі жетектің
,
.
2.1суретті ескере отырып қозғалыс механизм жетегіндегі симетриялы оң
с13=с12 = 47,3·105 Нм.
Демек электрқозғалтқыш роторының инерция моменті J1, оң және
Бұл жағдайда трансмиссиялық біліктерден жасалған жабдықта серпімділік теориясы
2 Машинаның қозғалыс механизмінің динамикалық
2. 1 Есептеу сұлбаларын құру
Қандай да бір механизмді оның буындарындағы динамикалық жүктемелердің
Динамикалық модель – теориялық зерттеулерде және инженерлік есептеулерде
Механизмнің динамикалық моделі көбіне шын параметрлері келтірілген параметрлермен
Механизмнің динамикалық моделін оның барлық буындары абсолют қатты
Динамикалық модельдердің құрылуында шын мәнінде механизмнің күрделі механикалық
Болат балқытатын өндірісте қолданылатын рельсті аудару машинасының қозғалыс
Бірсатылы редуктордын 9 біліктердің жүйесі серпімді элементер тізбекті
Шын мәніндегі объектілер күрделі механикалық жүйе болғандықтан динамикалық
Рельсті машинаның динамикалық есептеу сұлбасын (динамикалық моделін) құруды
Рельсті машиналардың қозғалысында трансмиссиялық біліктерде, электрқозғалтқыштан машинаның қозғалғыш
Механизмді дискретті массалардан және салмақсыз серпімді байланыстардан құралған
Сұлбаны құрғанда жетектің барлық айналатын бөлшектерінің – біліктердің,
Механизмде әсер ететін күштер мен күш моменттерін зерттеу
2. 2 Жетектің келтірілген инерция моментін анықтау
Инерция моменттерін (массаларды) келтіру есебі келтірілген және келтірілетін
Рельсті машинасының қозғалыс механизм бір жетегінің сол тармағын
(2.1)
Мұндағы - электрқозғалтқыш роторының
u12 - редуктордың 9 беріліс қатынасы, оның мәні
Жетектің сол тармағының (3.3-сурет) келтірілген инерция моментерін сан
Қозғалыс механизмі жетегінің сол бөлігінің келтірілген инерция моментін
(2.2)
формуласымен анықтауға болады.
Мұндағы - 2 дөңгелегінің,
, .
Мұндағы , ,
Стандарт бөлшектелерінін (тісті дөңгелектер, муфталар) ,
Жетектің келтірілген бұралу қатаңдығын анықтау
Серппенің, рессордың және басқа серпімді элементтердің негізгі сипаттамасы
Біліктің бұралу қатаңдығы (3.4-сурет)
формуласымен анықталады, мұндағы – ығысу
Біліктің қатаңдығын анықтайтын соңғы формула
. (3.4)
Есептеу практикасында кейде икемділік (податливость) деп аталатын қатаңдыққа
Қозғалыс механизмінің бір бөлігіндегі жетек білігінің қатаңдығын келтіруді
және редуктордың жетекші білігі, редуктордың жетектелуші біліктің
жүктелген бөліктері мен қозғалғыш дөңгелек 2 сияқты, муфталардың
Қозғалыс механизмі жетегінің бір тармағын (сол бөлігінің) келтірілген
Есептеу сұлбасындағы жетектің барлық айналу массалары (3.5сурет) келтірілген
(2.5)
формуласымен анықталады, мұндағы - келтірілетін
Трансмиссия білігінің жүктелген бөліктерінің ( -
Келтірілген қатаңдық осылай есептеледі. Тісті
.
Мұндағы С1, С2 (2.4) формула арқылы табылады.
Одан кейін 10-жетектегі біліктің қатаңдығы С3 (2.4) формула
Екі біліктерінің жетектегі біліктің осіне келтірілетін эквивалент қатаңдығы
.
Жетекші және жетектегі біліктері тізбекті қосылған. Сондықтан
Келтірілетін бұралу қатаңдығын анықтаушы нәтіжелі формуласы
.
Серпімді элементтері (бліктер) тізбектей (3.8-сурет), параллель (3.9-сурет) немесе
Қатаңдықтардың параллель қосылысы кезінде эквивалент қатаңдықтың өсетіндігі, ал
3 Машина қозғалысының дифференциялдық теңдеулері
3.1 Машинаның есептеу сұлбасы
Машина немесе оның бөлек агрегаттарының қозғалысын математикалық түрде
3.2 суретте қозғалмалы рельсті машина механизмінің есеп сұлбасы
3.2 Қозғалыстың дифференциалдық теңдеулер жүйесін құру
Мұндай жүйеде 4 жалпыланған координата болады, яғни оның
Демек, машина қозғалысын сипаттайтын дифференциалдық теңдеулер есептелу сұлбасына
Жүйе қозғалысын математикалық түрде сипаттағанда әрбір дөңгелекке түскен
Теңдеу қамтитын буындардың екпін моменттерінің, жүктемелердің, қатаңдықтардың, диссипативті
4.1 суретте көрсетілген және
,
.
Жеке (дискретті) массалардың қозғалысын (4.1сурет) зерттегенде
Машина қозғалысының мүмкін режимдерін ескерсек оның қозғалысының дифференциалдық
(3.1)
.
түрінде жазылады. Мұнда - электрқозғалтқышпен жетілдірілген
және - диссипативті кедергілердің келтірілген еселіктері;
және - қозғалғыш 2 және
және - дөңгелектің рельпен әсерлесу
Жүйе бүтін қарастырылғана серпімділік күштерінің моменттері
, моменттерінің және
Бірақ іс жүзінде қозғалыс механизміндегі барлық біліктер қатты
және
пайда болатындығын көрсетеді.
Машина қозғалысында және ,
Мұнда - сырғанау жоқ кездегі
және - 2 және 3
және - 2 және 3
Трансмиссия біліктеріндегі серпімділік күш моменттерінің шектік мәнге дейін
Қозғаушы 2 және 3 дөңгелектеріне рельс тарапынан әсер
(3.2)
түрінде жазуға болады, мұндағы -
және - 2 және 3
(3.3)
теңдеулерінен табылады.
Реакциялардың мен моменттерін
(3.4)
(3.5)
және үшін өрнектер (3.4), (3.5)
(3.4) және (3.5) өрнектеріндегі теңдеулердің біріншісі әрбір дөңгелектің
Мұнда мен
(сигнум) сиволы – аргументі оң болса 1-ге тең
Реакция күштерінің моменттерінің мен
Дөңгелектерге бір-бірден фрикционды байланыс қойылған қозғалыстың келесі режимі
Машина жүрісінің бірқалыпсыздығын бағалау үшін бірқалыпсыздық еселігін пайдаланамыз
,
мұндағы – механизмнің бастапқы буынының
Практика жүзінде бірқалыпсыздық еселігінің сан мәні 0,2 мен
Бастапқы буынның жылдамдығын тұрақтандыру мақсатында машиналардың жүрісін реттеу
Мысал ретінде рессорсыз рельстік машинаның дөнгелектерге әсер ететін
Жүк көтергіштігі аудару машинасының бір
Машинаның салмағы =1900кН -. Негізгі есептеу
Дөңгелекке әсер ететін нормаль реакциялардың мәндерін анықтау үшін
Дөңгелектерге түсетін қысым ,
үшін тепе теңдік теңдеулері
;
;
; м.
Теңдеулерді шешіп үшін
.
Демек, есептеу нәтижелері бір дөңгелек рельстен үзілсе вертикаль
Егер жақтау құрама (екі бөліктен) болса, дөңгелектерге вертикаль
Трансмиссия біліктеріндегі серпімділік күш моменттерінің шектік мәнге дейін
ҚОРЫТЫНДЫ
Осы жұмыстың нәтіжелері:
1. Механизмдердің келтірілген массалар және келтірілген инерция моментерін
2. Машинаға әсер ететін күштерді және күш моменттерін
келтіру әдістері көрсетілген.
3. Рельсті машинаның қозғалыс механизмінің жетегін айналатын бөлшектерін
4. Жоғарыда айтылған бөлшектерін жетектегі (төртінші) біліктің өсіне
5. Рельсті машинаның қозғалыс механизмінің жетегін динамикалық модель
6. По результатам пункта 5 определены численные
7. Используя формулы, полученные в пункте 2 и
8. Определены численные значения результирующих приведенных крутильных
9. По результатам первых двух пунктов теоретически составлена
Рельстік машинаның қозғалыс механизм жетегінің динамикалық моделін құру,
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Кожевников С.Н. Динамика нестационарных процессов в машинах.
2. Кожевников С.Н., Теория механизмов и машин. –
3. Омаров Т.И. Исследование динамических процессов в приводе
4. Омаров Т.И. Влияние статической неопределимости привода
5. Омаров Т.И., Ибраев С.М. Динамическое исследование механизма
6. Степин Г.С. Сопротивление материалов: Краткий учебник. -
7. Омаров Т.И. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Динамика
8. Омаров Т.И., Г.У.Маматова. Студенттің пәндік оқу-әдістемелік кешені
9. Техническая документация напольной завалочной машины мартеновского цеха
22
0-1– Сурет жетекті трамвай вагоны.
0-3– Сурет Шахталы вагонетка.
x(φ)
F(T)
1.1 – Сурет. Серпінді элементтерге сызықтық сипаттама
1.2 – Сурет. Серпінді элементінің сатылы-сызықтық сипаттамасы
х
F
2
1
а
1.3 – Сурет. Cатылы-сызықтық сипаттамасына сәйкес жабдығы
c2
c1
a
1.3 – Сурет. Серпінді элементтің сызықсыздық сипаттамалары:
а – қатты сипаттама, б -
F(T) а
х (φ)
F(T) б
х (φ)
3.1Сурет.- Рельсті машинанын қозғалыс механизмінің
кинематикалық сұлбасы
1
2
3
х
у
9
10
7
8
6
4
5
3.2 Сурет.- Рельсті машинаның динамикалық есептеу сұлбасы
1
2
12
9 13
10
7
8
3.3-сурет
3.4-сурет
Рисунок 3.4
d
3.4-сурет
3.5-сурет
1
2
3
9
10
7
8
10
М
8
7
2
3.7-сурет
3.6-сурет
4.1 Сурет 4.1
2.1-Сурет. Айналу жалғастырғыш арқылы қозғалтқыштың жүргізу білікке беретін
105
105
3500
125
170
305
210
810
105
110
120
185
2.2 –Сурет . Бәсеңдеткіш білігінің сатылы бөлік
618
114
618
114
185
210
2.3-Сурет
2.4 -Сурет. Бірінші аралық біліктің жүктеме эскизі
510мм
130
160
210
220
80
210
2.5-Сурет. Келтірілген білік
790
170
2.6-Сурет. Екінші аралық біліктің жүктемедегі
140
270
510
240
270
2.7-Сурет. Редуктордың жетектегі біліктің эскизі
170
150
145
630
300
170
160
153
633
2.8-Сурет. Жетектегі білік эскизі
y
N
C
G
B
N3
x
YC
A
B
E
D
Х С
5 - Сурет
6- Сурет
у
А
В
Е
х
D
С
ХС
α
3.10-Сурет
Cn Ci
Ck
Ck
Ci
3.8-Сурет
di
dk
3.9-Сурет
Ci
Ck
