Проектируемого механизма

Методика расчета программной центрифуги. Основным элементом центрифуги является автоматизированный (следящий) привод, воспроизводящий входное воздействие, которое изменяется по заданному закону, в форме механического перемещения выходного вала. Следящий привод должен быть достаточно стабильным и обладать необходимыми точностью и быстродействием. Кроме того, он должен позволять производить плавную регулировку угловой скорости в довольно широких пределах, так как в процессе работы проектируемой установки угловая скорость центрифуги будет непрерывно меняться.

Выводы. Приведенная информация свидетельствует о сложности оценки выхода продуктов деления из поврежденного твэла в АЭС с водоохлаждаемыми реакторами во всем диапазоне изменения параметров проектируемой установки. Существующие методы оценки (по крайней мере для реакторов типа

Для проектируемой установки потребуется воздуходувка, работающая на разрежение со следующими параметрами: расход воздуха Vf — 1900 м31час, разрежение 3400 мм вод. ст.

Вычертив на основе приведенных расчетов диаметральные сечения (профили) проточных частей (на разных стадиях процессов расширения и сжатия рабочего агента), можно скомпоновать их в проточные части турбин и компрессоров проектируемой установки. Используя конструктивные формы и размерные соотношения агрегатов, подобных проектируемым, можно получить с достаточной степенью точности формы и габаритные размеры проектируемого агрегата.*

Оптимальность тепловой и конструктивной схемы цикла полностью определяется назначением проектируемой установки и теми требованиями, которые предъявляются к ней при конструировании и эксплуатации. Чтобы иметь современную ориентацию в выборе цикла ГТУ, полезно отметить некоторые характеристики схем газотурбинных установок, которые более или менее прочно вошли в настоящее время в практику газотурбостроения и получили широкое распространение.

Из формулы (3-22) видно, что при впрыске воды в газовый тракт увеличивается мощность установки, отнесенная к расходу воздуха. Это увеличение обусловлено как ростом общего расхода через турбину, так и увеличением теплоперепада /гт„ в связи с большей удельной теплоемкостью потока. Увеличение мощности проектируемой установки при данных размерах компрессора и степени повышения давления определяется из соотношения:

Различные линии в правом поле графика (рис. II1-4) соответствуют разным средам (газы или воздух), а также разным температурам среды на участке /уч и у машины tM. Линии левого квадранта соответствуют различным экономическим характеристикам, принимаемым для расчета а>Эк- Так как замыкающие затраты на энергию, расходуемую на дополнительное сопротивление, следует определять по показателям основных, наиболее современных станций системы, а не проектируемой установки, для кривых указаны характеристики системы *.

При выборе щелочного металла как теплоносителя приходится учитывать не только его теплофизические свойства, но и весь комплекс качеств, определяющих эксплуатационные особенности. Последние становятся решающими, когда целевое назначение проектируемой установки не обусловливает определенный вид рабочей среды и допускает выбор ее из нескольких возможных вариантов. В этом случае при- выборе теплоносителя нужно принимать во внимание следующие факторы: потребление щелочного металла в народном хозяйстве, масштабы его производства, его стоимость, способы упаковки и транспортировки; наличие конструкционных материалов, способных работать в требуемом диапазоне температур и давлений, размеры их ' промышленного выпуска и сортамента; сложность технологии подготовки теплоносителя перед загрузкой в контур; пожарная опасность и инженерные средства для локализации и ликвидации возгораний; трудоемкость и сложность ремонтных работ; время на приведение стенда в рабочее состояние. Одним из основных факторов является степень освоенности, или накопленный опыт использования рассматриваемого металла в качестве теплоносителя: наличие средств перекачивания, конструкций теплообменного оборудования, устройств очистки от вредных примесей и контроля их содержания, контрольно-измерительных приборов и других средств. В конкретных случаях могут возникнуть и другие требования, которые необходимо учитывать.

Задача оптимизации параметров и профиля теплоэнергетических установок в математическом отношении является статической, так как оптимизируемые номинальные параметры и характеристики проектируемой установки не меняются во времени. Вместе с тем при оценке экономического эффекта от ввода и использования оптимизируемой теплоэнерге-

Вакуумметрическая высота всасывания. Высота наинизшего уровня всасывания жидкости должна исключать возможность закипания воды при входе в насос. Для этой цели необходимо, чтобы давление воды при входе было больше давления, при котором вода начинает кипеть, при данной её температуре. Для проектируемой установки вакуумметрическая высота всасывания определяется по формуле

3. Надежность энергоснабжения потребителей во всех сравниваемых вариантах должна оставаться абсолютно одинаковой и соответствовать Государственным нормам для заданной категории потребителей. Эта надежность обеспечивается не только определенным техническим уровнем каждого варианта установки, но и выбором необходимого для данного варианта резерва мощности в энергосистеме. При этом в каждом рассматриваемом варианте в общем случае требуются различные капитальные вложения в создание аварийного и ремонтного резерва /Ср и соответствующие расходы топлива ?р на его работу в период остановов и разгрузок проектируемой установки.

/°. Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой может быть разбито на несколько самостоятельных этапов. Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивала бы требуемый вид и закон движения. Вторым этапом проектирования является разработка конструктивных форм механизма, обеспечивающих его прочность, долговечность, высокий коэффициент полезного действия и т. д. Третьим этапом проектирования является разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтом и т. д.

2°. При решении задач синтеза механизмов должны быть приняты во внимание все условия, обеспечивающие осуществление требуемого движения. Такими условиями являются следующие: правильная структура проектируемого механизма, кинематическая точность осуществляемого движения, возможность создавать проектируемым механизмом заданное движение с точки зрения динамики и, наконец, условие, чтобы размеры звеньев проектируемого механизма допускали воспроизведение заданного движения. В настоящей главе мы остановимся на общем решении основных задач синтеза и покажем, как могут быть при этом учтены вышеуказанные структурные, кинематические, динамические и метрические условия.

Как уже было показано в главе второй, элементы высших пар плоских механизмов могут быть или центроидами в относительном движении, или взаимоогибаемыми кривыми. В первом случае элементы высших пар перекатываются без скольжения, во втором случае они перекатываются со скольжением. Таким образом, если в состав проектируемого механизма входят высшие пары, то проектирование их элементов сводится или к проектированию центроиде относительном движении, или к проектированию взаимоогибаемых кривых. Механизмы, у которых элементы высших пар являются центроидами, называются центроидными. Механизмы, у которых элементы высших пар являются взаимоогибаемыми кривыми, в зависимости от их конструктивного оформления называются кулачковыми или зубчатыми механизмами.

1°. В § 93 было указано, что при проектировании кинематических схем механизмов необходимо учитывать возможность движения проектируемого механизма под действием приложенных к нему сил с возможно большим коэффициентом полезного действия. Выполнение этого условия в значительной мере зависит от выбранных размеров и формы звеньев механизма.

В пункте 4 записки следует сослаться на прототип, положенный в основу разработанной конструкции, если « ема устройства не была задана, и дать его анализ. Для обоснования принятой схемы следует привести в общих чертах конструктивные, технологические, экономические и другие соображения. После этого кратко объясняются назначение, устройство и принцип де{ствия проектируемого механизма. В конце описания даются рекомендации по смазке всех узлов.

Выбор размеров (номера) муфты производится как по расчетному диаметру вала в месте установки муф гы, так и по крутящему моменту, который должна передавать муфта. Если для проектируемого механизма режимы пуска, торможения и реверсирования особыми требованиями не ограничены, вьгюр муфты можно производить упрощенно, сравнивая наибольший статический момент, передавать муфта, с номинальным моментом, в таблице. Должно выполняться условие Г,юм> > (1,3...2,0) ГСт, где 7\юм— номинальный (табличный) момент ГСт — статический момент.

15 3-й главе было показано, как, располагая структурной схемой механизма и размерами его звеньев, определить функцию положения и передаточную функцию различных точек и звеньен механизма, т. е. определить его кинематические характеристики. При проектировании механизма необходимо решать и обратную задачу: по выбранной структурной схеме и заданной кинематической характеристике определить размеры звеньев проектируемого механизма, при которых они совершали бы требуемые движения. Такая задача называется синтезом кинематической схемы ме ханизма, и методы ie решения излагаются в главах II раздела книги. Кинематический си гге.з механизмов с низшими кинематическими парами (рычажных механизмов) юдсржит целый ряд конкретных задач, среди которых следует указать: синтез по нескольким заданным дискретным положениям звеньев; синтез по .заданной аналитически функции положения или по отдельным заданным кинематическим параметрам (средней скорости, отношению средних скоростей при прямом и обратных ходах и т. п.); синтез по заданной траектории точки звена. Методы кинематического синтеза рычажных механизмов, имеющих одну степень свободы, а также исследование механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями и с числом степеней свободы, большим единицы (механизмов манипуляторов и роботов), излагаются в настоящей главе.

В приборах и вычислительных системах применяют весьма разнообразные конструкции зубчатых механизмов. Однако из их многообразия можно выделить несколько типов конструктивного исполнения, которые обычно берутся за основу компоновки проектируемого механизма. К основным типам конструкций относятся: однокорпус-ная конструкция; двух-платная конструкция; конструкция в отдельном закрытом корпусе; конструкция на одной общей плате. Выбор конструкции определяется назначением механизма, расположением его в приборе и другими факторами.

Связь между критериями оптимальности и параметрами проектируемого механизма (внутренними параметрами) формализуется математической моделью (ММ), которая может быть представлена либо в виде алгоритма расчета на ЭВМ или матричного выражения, как, например для промышленного робота (см. гл. 18), либо в виде передаточной функции для кривошипно-ползунного механизма (см. гл. 17). При разработке таких ММ используются методы кинематического и динамического анализа, представленные в разд. 3 и 4.

Совокупности внутренних параметров проектируемого механизма, при которой целевая функция Фх принимает минимальное значение /!, соответствует определенное значение /2 целевой функции Ф2. В системе координат Ф\Ф2 эти два значения /х и /2 определят точку а, характеризующую вектор хг внутренних параметров механизма. Аналогично, если определить минимальное значение f-> целевой функции Ф2, то можно найти соответствующее ему значение /1 целевой функции Фг. В системе координат Ф!Ф2 эти два значения /2 и Д определят точку Ь, характеризующую другой вектор х2 внутренних параметров механизма. Эти два решения при двух критериях Ф! и Ф2 равнозначны. Аналогично можно получить бесконечное количество решений, лежащих на кривой ab, называемой линией безразличия. При трех критериях Ф1( Ф2, Ф3 равнозначные решения будут находиться на поверхности безразличия abc (рис. 25.1, б). Для однозначного решения задачи синтеза многокритериальную задачу следует свести к однокрите-риальной, определив комплексную целевую функцию. Этот процесс носит название свертки векторного критерия.

где х/ — /-и параметр проектируемого механизма; x/k — допустимые дискретные значения /-го параметра; т — число дискретных значений /-го параметра.