Моделирование движений звеньев механизма для добивки костылей к шпалам с рычажной системе отклонения пуансона
Рассмотрение результатов вычислительных экспериментов по определению размера коромысла группы Ассура первого вида с использованием системы математических расчетов MathCAD, обеспечивающей минимальное отклонение хода пуансона от требуемого значения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.07.2018 |
| Размер файла | 439,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Реализованные проекты
Размещено на http://www.allbest.ru/
92
http://tmm.spbstu.ru
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЙ ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМА ДЛЯ ДОБИВКИ КОСТЫЛЕЙ К ШПАЛАМ С РЫЧАЖНОЙ СИСТЕМОЙ ОТКЛОНЕНИЯ ПУАНСОНА
Х.Т. ТУРАНОВ, В.Н. АНФЕРОВ,
Ш. Х. ТУРАНОВ, В.Ю. ИГНАТЮГИН
В статье приведены результаты вычислительных экспериментов по определению размера коромысла группы Ассура первого вида с использованием системы математических расчётов MathCAD, обеспечивающая минимальное отклонение хода пуансона от требуемого значения. пуансон коромысло ассур отклонение
Эксперименты выполняются в следующей последовательности:
– ввод исходных данных (конструктивных параметров звеньев механизма (рис. 1) и скорости движения поршня гидроцилиндра 1 - 2) [1];
– вычисление кинематических характеристик качающейся кулисы 7, 8 с использованием формул (1)…(4) [1];
– вычисление кинематических характеристик основного механизма с заданным законом движения при неподвижных цилиндрах 1 и 3 с использованием формулы (8) [1];
– вычисление кинематических характеристик группы Асура 4 и 5 с использованием формул (5), (9), (10)…(13) [1];
– построение траектории и линейной скорости вершины П0 пуансона 4 по формуле (13) [1] и численно.
Для примера приведём результаты вычислений кинематических характеристик лишь для первой фазы движения звеньев механизма.
Введём исходные данные.
АА0 = 10 расстояние от точки А до середины полностью поднятого поршня В, мм;
ВС = 230 длина штока 2 поршня В, мм;
АС = АА0 + ВС конструктивный параметр гидроцилиндра 1-2, мм (АС = 240 мм);
СЕ = 50 параметр ползуна 3, мм;
SB max = 50 максимальный ход поршня В гидроцилиндра 1-2, мм;
m = 50 количество рассматриваемых положений поршня В со штоком 2;
S1B н = 0 начальное положение поршня В, мм;
приращение перемещения поршня B, мм;
, углы наклона цилиндра 1 и ползуна 3, рад;
yA0 = AC; ; xA = 0; xT = -145; yT = 35; yL = 290 координаты неподвижных точек A, T и L механизма, мм;
расстояние между неподвижными точками T и L, мм;
угол наклона направляющей TL, рад ( = 2990);
NM = 210; TT0 = 10; T0 = TT0 + 105 + NM = 325 параметры качающейся кулисы 7-8, мм;
LM = 145; LK = 149,8 размеры коромысла 6 с проушиной, мм;
Рис. 1 Структурная схема механизма для добивки костылей с рычажной системой отклонения пуансона
угол наклона проушины MLK коромысла 6, рад;
EF = 125; FK = 136; EП0 = 350 размеры звеньев группы Ассура 4-5, мм;
vB0 = 0,5 скорость перемещения поршня В со штоком 2, м/с;
vM = 0,833 скорость движения машины, м/с;
минимально возможная величина, на которую может опускаться вершина П0 пуансона, мм;
наименьший путь передвижения точки А, мм;
S1Bmax = 4 максимально возможная величина, на которую может перемещаться поршень В в первой фазе движения звеньев, мм;
S1B2 = S1Bн + SB1 = 1 мм;
S1Bк = S1Bmax + S1Bн = 4 конечное положение поршня В, мм;
S1B = S1Bн, S1B2, …, S1Bк положения поршня В при движении звеньев механизма;
S1Bн = 0 начальное положение поршня N, соответствующее верхнему крайнему положению коромысла 6;
S1Nmax = - S1Bmax максимальный ход поршня N;
n = 4 количество рассматриваемых положений поршня N со штоком 7;
приращение перемещения поршня N, мм;
S1N к = S1N max + S1N н = 4 конечное положение поршня N, мм;
S1N = S1N н, S1N2, …, S1N к положение поршня N в первой фазе движения звеньев механизма.
Графики функций положения качающейся кулисы 8 и коромысла 6 представлены на рис. 2.
Рис. 2 Графики функций положения 8 (SN1) и 6 (SN1)
Проекция перемещения центров шарниров M и K на координатные оси показаны на рис. 3.
График зависимости yE(SB1) основного механизма представлен на рис. 4.
Графики функций положения 4(SB1) звена 4 (пуансона) и 5(SB1) звена 5 (коромысла) группы Ассура приведены на рис. 5.
Проекция на координатные оси перемещения центра шарнира F показана на рис. 6.
Перемещение вершины П0 пуансона 4 и график её скорости vП0(SB1) приведены на рис.7.
Анализ полученных данных показывает, что максимальное значение скорости вершины П0 пуансона 4 в первой фазе движения механизма достигает 0,679 м/с (2,444 км/ч).
Рис. 3 Проекции на координатные оси перемещения центров шарниров M и К
Рис. 4 Изменение положения центра шарнира Е
Рис. 5 Графики функций положения 4(SB1) пуансона 4 (шатуна) и 5(SB1) коромысла 5
Рис. 6 Проекция на координатные оси перемещения центра шарнира F
Рис. 7 Проекция на координатные оси перемещения вершины П0 пуансона 4 (а) и график её скорости vП0(SB1) (б)
Аналогичные результаты получены для второй и третьей фаз движения звеньев механизма. Максимальное значение скорости вершины П0 пуансона 4 во второй фазе движения механизма достигает 0,877 м/с (3,157 км/ч), а в третьей фазе движения механизма - 1,093 м/с (3,935 км/ч).
Далее выполним вычислительные эксперименты по построению общей траектории вершины П0 пуансона 4 при заданных конструктивных параметрах звеньев механизма. Построение общей траектории вершины П0 пуансона 4 демонстрирует результаты применения метода припасовывания, известного из теории колебаний [2]. Приведём результаты вычислительных экспериментов, проведенных при вариации хода поршня N относительно качающейся кулисы 8 при его нейтральном положении, а затем как вверх, так и вниз от такого положения при заданных конструктивных параметрах звеньев механизма.
Общая траектория вершины пуансона 4 представлена на рис. 8.
Рис. 8 Общая траектория вершины пуансона 4
Анализ построенной общей траектории вершины П0 пуансона 4 при заданных конструктивных параметрах звеньев механизма показывает, что, когда поршень N на качающейся кулисе 8 остаётся неподвижным относительно нейтрального положения кулисы 8, вершина П0 этого звена перемещается на 50,333 мм. При этом полезный ход вершины П0 пуансона 4, идущий на добивание костылей, составляет 46,027 мм, что меньше запроектированного значения (50 мм) на 3,973 мм.
При опускании поршня N качающейся кулисы 8 вниз на 4 мм относительно нейтрального положения вершина П0 пуансона 4 перемещается на 52,445 мм (рис. 9).
Рис. 9 Общая траектория вершины пуансона 4 при его опускании
Полезный ход вершины П0 пуансона 4, идущий на добивание костылей, составляет 48,092 мм, что меньше запроектированного (50 мм) на 1,908 мм.
При поднятии поршня N качающейся кулисы 8 вверх на 4 мм относительно нейтрального положения вершина П0 пуансона 4 перемещается на величину 47,995 мм (рис. 10). При этом полезный ход вершины П0 пуансона 4, идущий на добивание костылей, составляет 43,753 мм, что меньше запроектированного (50 мм) на 6,247 мм.
Таким образом, геометрические параметры разработанной конструкции механизма не обеспечивают запроектированный ход вершины пуансона 4.
Далее приведём результаты вычислительных экспериментов по построению общей траектории вершины П0 пуансона 4 при вариации конструктивных параметров звеньев группы Асура 4 - 5 при постоянных линейных размерах остальных звеньев механизма. В случае, когда поршень N остаётся неподвижным относительно середины кулисы 8, уменьшение размера FK коромысла 5 до 130 мм (вместо заданного 136 мм) приводит к перемещению вершины П0 пуансона 4 на величину 46,566 мм (рис. 11).
Полезный ход вершины П0 пуансона 4, идущий на добивание костылей, составил 42,411 мм, что меньше запроектированного на 7,589 мм. Таким образом, уменьшение размера FK коромысла 5 только уменьшает запроектированный ход вершины П0 этого пуансона вниз.
Рис. 10 Общая траектория вершины пуансона 4 при его поднятии
В том случае, когда поршень N остаётся неподвижным относительно середины кулисы 8, увеличение размера FK коромысла 5 до 142 мм (вместо заданных 136 мм) приводит к перемещению вершины П0 пуансона 4 на 53,94 мм (рис. 12). При этом полезный ход вершины П0 пуансона 4, идущий на добивание костылей, составляет 49,45 мм, что практически равно запроектированному (50 мм).
Рис. 11 Общая траектория вершины пуансона 4 при длине коромысла 130 мм
Рис. 12 Общая траектория вершины пуансона 4 при длине коромысла 142 мм
Таким образом, при постоянных линейных размерах остальных звеньев механизма только увеличение длины коромысла 5 до 142 мм (вместо 136 мм) обеспечивает запроектированный ход вершины пуансона вниз (50 мм).
Список литературы
1. Туранов Х.Т., Анферов В.Н., Туранов Ш. Х., Игнатюгин В.Ю. Моделирование движений звеньев механизма для добивки костылей к шпалам с рычажной системой отклонения пуансона // Теория Механизмов и Машин. 2005. №2. Том 3. С. 78-84.
2. Гуляев В.И., Баженов В. А., Попов С. Л. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем. М.: Высш. шк., 1989. 389 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структурный анализ рычажного механизма, наименование звеньев. Кинематические пары и их модификация. Разделение механизма на структурные группы (группы Ассура). Построение планов скоростей. Таблица длин звеньев. диаграмма перемещений "S-t", "V-t".
курсовая работа [97,4 K], добавлен 11.10.2015Условия эксплуатации пуансона. Оценка воздействия технологических факторов на свойства материалов. Требования, предъявляемые к материалу. Технология термической обработки пуансона из чугуна ЧХ16М2 на ЗАО РЗ "СИТО". Проверочный расчёт оборудования.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 11.06.2013Эскиз секции секционного пуансона. Анализ свойств материала детали, механические характеристики стали. Выбор типа производства по массе детали и годовой программе выпуска. Соответствие технических требований и норм точности служебному назначению детали.
курсовая работа [496,1 K], добавлен 07.01.2015Разработка режимов термической обработки пуансона из чугуна. Выбор основного и вспомогательного оборудования. Планировка участка и проектирование тележно-камерной печи для термообработки. Расчёт ее конструкции и теплового баланса. Выбор типа нагревателей.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 11.06.2013Внедрение цилиндрического пуансона с шаровым концом в пластическое полупространство при наличии сил трения. Дислокационные модели разрушения. Процесс внедрения пуансона с трапециевидным сечением в пластическое полупространство при наличии сил трения.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 19.01.2014Характеристика всех кинематических пар и степень подвижности механизма. Структурные группы Ассура, их класс и порядок. Линейные скорости и ускорения точек механизма, составление и анализ его кинематической схемы, расчет угловых ускорений и звеньев.
контрольная работа [27,6 K], добавлен 04.05.2015Кинематическое изучение механизма станка. Создание плана положений, скоростей и ускорений звеньев механизма при разных положениях кривошипа. Определение количества и вида звеньев и кинематических пар. Структурная классификация механизма по Ассуру.
курсовая работа [135,5 K], добавлен 01.02.2015Кинематический анализ плоского рычажного механизма. Определение нагрузок, действующих на звенья механизма. Силовой расчёт ведущего звена методом Жуковского. Синтез кулачкового механизма. Способы нахождения минимального начального радиуса кулачка.
курсовая работа [101,3 K], добавлен 20.08.2010Структурный анализ механизма, определение числа его начальных звеньев. Степень подвижности механизма по формуле Чебышева. Определение вида, класса и порядка структурной группы. Построение кинематических диаграмм. Силовой анализ исследуемого механизма.
курсовая работа [204,9 K], добавлен 22.12.2010Расположение передаточного отношения отдельных ступеней механизма по возрастанию от двигателя до входного вала. Расчет модуля для ступени механизма редуктора, конической пары на выходе, относительной толщины колеса. Разложение механизма на группы Ассура.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 29.06.2012Структурный анализ механизма, определение степени подвижности и класса механизма по классификации Ассура. Кинематический анализ (планы скоростей и ускорений), силовой анализ (определение массогабаритных параметров звеньев, сил инерции и моментов пар).
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.01.2010Структурное и кинематическое изучение рычажного механизма. Определение сил, действующих на его звенья, и реакций в кинематических парах группы Ассура. Силовой расчет ведущего звена. Проектирование прямозубой эвольвентой передачи и планетарного механизма.
курсовая работа [193,5 K], добавлен 15.08.2011Сущность механизма пресса, предназначенного для реализации возвратно-поступательного движения ползуна. Кинематический, силовой, динамический анализ механизма. Определение реакций в кинематических парах группы Ассура и уравновешивающей силы по Жуковскому.
курсовая работа [89,3 K], добавлен 15.08.2011Характеристика кинематической схемы механизма в масштабе для заданного угла и положения кривошипа. Сущность и класс структурной группы Ассура. Анализ степени подвижности механизма. Принципы графоаналитического метода и кинетостатического расчета.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.03.2015Кинематическая схема механизма и функция перемещений начального звена для механизма с одной степенью свободы. Функции перемещений начальных звеньев для механизмов с несколькими степенями свободы. Определение положений звеньев механизма и плана скоростей.
контрольная работа [81,0 K], добавлен 25.02.2011Структурное исследование плоского механизма и выполнение анализа кинематических пар. Разделение механизма на структурные группы Ассура. Масштаб построения плана скоростей. Определение кориолисова ускорения. Синтез эвольвентного зубчатого зацепления.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.04.2013Структурный анализ механизма, его звенья и кинематические пары. Определение скоростей и ускорений точек звеньев и угловых скоростей звеньев. Силовой расчет рычажного механизма. Определение сил тяжести звеньев, инерции, момента инерции, реакции R34n и N5.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 12.11.2022Степень подвижности зубчатого механизма. Определение скоростей и ускорений звеньев для рабочего и для холостого хода. Кинетостатический анализ механизма: определение реакций в кинематических парах. Определение неизвестных значений чисел зубьев колес.
курсовая работа [112,3 K], добавлен 20.10.2012Анализ структурных, кинематических и динамических характеристик рычажного механизма по заданным условиям. Определение положений звеньев и построение траекторий точек звеньев механизма. Инерционная нагрузка звеньев. Кинематический расчет начального звена.
курсовая работа [744,0 K], добавлен 03.02.2013Проектирование механизма с адаптивной регулировкой закрытой высоты кривошипного горячештамповочного пресса на основе имитационной модели. Суммарный учет отклонения параметров процесса ГОШ, стабилизация и снижение отклонений высотного размера поковок.
автореферат [2,8 M], добавлен 27.11.2011
