Кривошипным механизмом

По форме геометрической оси валы делят на три группы: а) прямые, б) коленчатые, в) гибкие. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах-двигателях и машинах-орудиях, в частности в судовых двигателях внутреннего сгорания и в поршневых насосах. Их использование связано с преобразованием вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот; при этом коленчатые валы выполняют функции кривошипов шатунно-кривошипных механизмов. Гибкие валы имеют изменяющуюся форму геометрической оси; их применяют в приводах механизированного инструмента (например, вал зубоврачебной бормашины), приборах дистанционного управления и др. Далее рассматриваются только прямые валы.

4. Ашавский А. М., Вольперт А. Я., Шейнбаум В. С. Лабораторные работы курса ТММ по анализу кулачковых и кривошипных механизмов с применением АВМ. — В кн.: Теория механизмов и машин. Вып. 6. М.: Высшая школа, 1976, с. 61—68.

Бигармоническое нагружение может быть осуществлено и с помощью кривошипных механизмов, например так, как в установке, описанной в работе [12]. Основные параметры этой установки, предназначенной для испытаний на кручение, следующие: <&2 : ft>i = 2 : 1, максимальная частота нагружения — 600 циклов в минуту, диаметр рабочей части образцов — 9 мм.

при одинаковых мощности и литраже хотя и незначительно, но отличаются друг от друга конструкциями и размерами основных деталей. Это разнообразие конструкций не только не может быть изжито, но в ряде случаев культивируется по коммерческим соображениям. Таковы, например, изображенные на фиг. 78 детали шатунно-кривошипных механизмов двигателя Форда с цилиндрами диаметром 83,8 мм и ходом поршня 111,8 мм и двигателя Крейслера с цилиндрами диаметром 82,5 мм и ходом поршня 111,1 мм, а на фиг. 79 — их клапанные механизмы.

ных двигателей — 4H = kz, где & = 0, 1, 2, 3,... Те гармоники, порядок которых чн удовлетворяет этому условию, называют главными. Так, например, у шестицилиндрового четырехтактного двигателя главные гармоники будут ">н =0, 3, 6, 9, 12 и т. д., у шестицилиндрового двухтактного двигателя — главные гармоники \=0, 6, 12, 18, 24 и т. д. Главные гармоники всех кривошипных механизмов рядных двигателей имеют одинаковую фазу и суммируются обычным способом. Если амплитуда главной гармоники момента порядка \ одного кривошипа равна mv.«. то равнодействующий гармонический момент равен zmv« . Очевидно,

На рис. 143 приведен такой случай сдвоенного механизма паровозной машины. Здесь сплошными линиями изображен механизм правой стороны паровоза, а штриховыми — левой. Как тот, так и другой механизм состоит из двойного механизма параллелограмма СЛВ010203 и С'Л'В'010203, приводящихся в движение от кривошипных механизмов 02AD и O^A'D'. Здесь 03 — ведущая ось паро-

Областям применения кривошипных механизмов поршневых двигателей по рис. 47 и 147 отвечают следующие значения их характеристики К = -у, где г — радиус кривошипа и / — длина шатуна:

197. AWF—667/668 Entwurf und Untersuchung von Kurbeltrieben mit Hilfe der Polbahnen (Эскизы и исследование кривошипных механизмов при помощи центроид).

198. AWF—692 Ausbildung von Kurbeltrieben fur vorgeschriebene Bedingungen (Построение кривошипных механизмов по заданным условиям).

Машины на растяжение-сжатие осуществляют циклы напряжений как одинаковых, так и разных знаков. В старых конструкциях [3, 31, 32/1] нагружение образцов чаще всего производилось посредством кривошипных механизмов, применение которых вследствие инерции масс возможно лишь при ограниченных частотах (в интервале 5—15 гц). В современных конструкциях инерция масс используется для нагружения образцов, что позволяет развивать частоты до 50 гц и более.

Силы инерции в крчвошипно-шатунном механизме. При уравновешивании сил инерции шатунно кривошипных механизмов встречаются следующие варианты расположения цилиндров паровоза (табл. 1).

КРИВОШИПНЫЙ ПРЕСС — машина кузнечно-штамповочного произ-ва, в к-рой заготовка деформируется под действием давления рабочего органа, приводимого в движение кривошипным механизмом, работающим от электродвигателя. По способу привода гл. ползуна различают К. п. кривошипные, эксцентриковые, кривошипно-коленные, кри-вошипно-рычажные (балансирные) и кривошипно-рычажно-кулачковые. На К. п. производят объёмное и листовое штампование, гибку, правку и т. п.

2) Ручная машина с пневматич. или электрич. приводом, предназнач. для механизации шабрения. Рабочий инструмент приводится в движение кривошипным механизмом, преобразующим вращение гибкого вала в возвратно-поступат. движение инструмента.

Для испытаний образцов при отрицательных температурах предназначена установка, разработанная в Институте проблем прочности АН УССР [63]. Она позволяет испытывать материалы на выносливость при плоском изгибе с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом. Погрешность измерения амплитуды напряжения в образце не превышает ±0,5%, точность поддержания температуры ±3°С, минимальная температура испытаний —196°С.

В ИПП АН УССР [30] изготовлена машина для исследования материалов на выносливость при плоском изгибе в условиях низких температур с возбуждением нагрузок кривошипным механизмом. Испытания можно проводить при консольном и чистом изгибе, при мягком и жестком нагружении. К машине для испытания образцов на усталость создана специальная криокамера20. В Украинском заочном политехническом институте [89] разработана электромагнитная установка для испытания на усталость при плоском изгибе и низких температурах (—196°С, жидкий азют) и в газообразной среде.

В машине для нагружения чистым изгибом (см. рис. 83,6) концы плоского образца 1 жестко закреплены в двух одинаковых стойках 2, одна из которых шарнирно связана с консольным динамометром 5, а другая с качающимся рычагом 3. Колебания системы возбуждаются кривошипным механизмом 7 через шатун 6 и шарнир правой стойки 2. Вся нагружающая система связана со станиной жестким основанием динамометра 5 и шарнирной опорой 4 рычага 3. Величина задаваемой образцу йагрузки определяется регулируемым радиусом кривошипа 7 и измеряется динамометром 5. Другая схема реализации плоского чистого изгиба показана на рис. 83,в. Образец / одним концом закреплен в захвате приводного рычага 2, который может поворачиваться вокруг оси 0, проходящей через середину образца. Другой конец образца закреплен в захвате измерительного рычага 3. Тарированная пружина 4, соединенная с измерительным рычагом, предназначена для измерения нагрузки при помощи микроиндикаторов 5. Нагружение создается шатуном 6 с эксцентриковым механизмом 7. По рассмотренной схеме выполнены отечественные машины типа МУП-15, МУП-150 и МУП-200.

Рис. 124. Схема стенда с кривошипным механизмом для одновременного испытания трех пружин

через рычаг 3 внутренних цилиндров 4 т 5 упругого i реобразова-теля, расположенного в корпусе 6 на опорах 7 и 8. Многослойная диафрагма 9, обладающая возможностью свободного осевого смещения, воспринимает на себя создаваемый крутящий момент и обусловливает тем самым продольное перемещение активного захвата 10. Для создания низкочастотной циклической нагрузки использован ручной привод статического нагружения, обеспечивающий проведение усталостных испытаний при асимметричных циклах нагружения [3], который через червячный редуктор 11 (с встроенным в него кривошипным механизмом) и рычаг 12 закручивает внешний цилиндр 13, создавая на образце статическую нагрузку. Для этого он оснащен электродвигателем постоянного тока 14 и дополнительным червячным редуктором 15, которые размещены на специальном каркасе внутри станины установки 16 на ее основании 17. При этом узлы опорных подшипников редуктора 11 были существенно переработаны из-за повышения режима их эксплуатации при циклическом нагружении по сравнению с нагружением статической нагрузкой. Кроме того, разработана система управления электродвигателем низкочастотного привода, позволяющая осуществлять режимы мягкого и жесткого малоциклового программного нагружения образца с наложением на них высокочастотной нагрузки. По своему принципу данная система аналогична использованной на программной установке для малоцикловых испытаний [4]. Основным регистрирующим и управляющим прибором при этом является расположенный на пульте управления (см. рис. 1) двухкоординатный потенциометр ПДС-021, на который с тензодат-чиков динамометра и деформометра через электрические фильтры, предназначенные для отделения высокочастотной составляющей, поступают сигналы, пропорциональные низкочастотным, усилию и деформации, по которым и осуществляется процесс управления низкочастотным приводом. Высокочастотная составляющая действующей нагрузки автоматически регулируется стабилизирующим электронным устройством [1]. Кроме этого, с помощью разработанных полупроводниковых усилителей на интегральных микросхемах возможна регистрация на экране катодного осциллографа полных диаграмм циклического деформирования и характера изменения усилий и деформаций во времени в процессе сложных программных режимов нагружения, обеспечиваемых модернизированной установкой, которые приведены на рис. 3. При отсутствии низкочастотного изменения нагрузки установка позволяет осуществлять как симметричное, так и асимметричное высокочастотное нагруже-ние с регистрацией петли упругого гистерезиса (рис. 3, а), а при отсутствии высокочастотной нагрузки — мягкий или жесткий режимы малоциклового деформирования (рис. 3, б). В последнем случае включением в работу командного управляющего прибора, КЭП-12 треугольный цикл изменения нагрузки может быть заменен на трапецеидальный (рис. 3, в) с широким варьированием времени выдержки и поддержанием при этом величины действу-

46. Б р а у н с Э. Г. Уравнение движения силовой машины с шатунно-кривошипным механизмом. Ученые записки Пермского гос. университета. Вып. 3. Т. 20. 1961.

в захватах 5 и б, расположенных на стойках 4 и 7. Стойка 4 шарниром 3 соединена с датчиком 2 изгибающего момента, закрепленным на станине /. Стойка 7 шарниром 8 соединена с качающимся рычагом 11, установленным на станине ) через шарнирную опору 12. Возбуждение колебаний осуществляется кривошипным механизмом 10 через шатун 9. Эта схема положена в основу многих испытательных машин различного типа.

В практике испытаний на сейсмостойкость и виброустойчивость широкое применение находят механические (центробежные и кривошипные) вибраторы. На рис. 3 изображено возбуждение колебательного контура кривошипным механизмом, создающим при достаточной длине шатуна гармоническое движение конца последнего: хв — г sin со/. Будем считать характеристику привода жесткой (со = const). Пусть внутренние сопротивления возбудителя создаются пружиной жесткости ев и трением в направляющих kB. Тогда характеристика возбудителя

Рис. З. Возбуждение колебательного контура кривошипным механизмом: