Dynamický výpočet vačkového hřídele Frotoru

Podobné dokumenty
( ) ( ) ( ) Vzdálenost bodu od přímky II. Předpoklady: 7312

Rovinné nosníkové soustavy Gerberův nosník

Příklad 33 : Energie elektrického pole deskového kondenzátoru. Ověření vztahu mezi energií, kapacitou a veličinami pole.

M A = M k1 + M k2 = 3M k1 = 2400 Nm. (2)

SLOŽENÁ NAMÁHÁNÍ SLOŽENÁ NAMÁHÁNÍ

Stanovení kritických otáček vačkového hřídele Frotoru

6 Řešení soustav lineárních rovnic rozšiřující opakování

Průřezové charakteristiky základních profilů.

S t e j n o s měrné stroje Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., únor 2006

Matematika II: Testy

11. cvičení z Matematické analýzy 2

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

9 Axonometrie ÚM FSI VUT v Brně Studijní text. 9 Axonometrie

m n. Matice typu m n má

Fyzikální kabinet GymKT Gymnázium J. Vrchlického, Klatovy

Zlomky závěrečné opakování

Ohýbaný nosník - napětí

Kuličkové šrouby a matice - ekonomické

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ HŘÍDELE A ČEPY

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

Posluchači provedou odpovídající selekci a syntézu informací a uceleně je uvedou do teoretického základu vlastního měření.

Trojkloubový nosník. Rovinné nosníkové soustavy

18. x x 5 dx subst. t = 2 + x x 1 + e2x x subst. t = e x ln 2 x. x ln 2 x dx 34.

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 12

Integrální počet - IV. část (aplikace na určitý vlastní integrál, nevlastní integrál)

( a, { } Intervaly. Předpoklady: , , , Problém zapíšeme snadno i výčtem: { 2;3; 4;5}?

Rovinné nosníkové soustavy Gerberův nosník

2002 Katedra obecné elektrotechniky FEI VŠB-TU Ostrava Ing.Stanislav Kocman

1.2.7 Sbírka příkladů - vozíčky

Matematické metody v kartografii

{ } ( ) ( ) Vztahy mezi kořeny a koeficienty kvadratické rovnice. Předpoklady: 2301, 2508, 2507

Rovinné nosníkové soustavy

5.2.4 Kolmost přímek a rovin II

8. Elementární funkce

SPOJE OCEL-DŘEVO SE SVORNÍKY NEBO KOLÍKY

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA

6. Setrvačný kmitový člen 2. řádu

9 Aeroelastické jevy {E}

Konstrukční uspořádání koleje

Hlavní body - magnetismus

Zakřivený nosník. Rovinně zakřivený nosník v rovinné úloze geometrie, reakce, vnitřní síly. Stavební statika, 1.ročník bakalářského studia

4.5.5 Magnetické působení rovnoběžných vodičů s proudem

PROTLAČENÍ. Protlačení Je jev, ke kterému dochází při působení koncentrovaného zatížení na malé ploše A load

Vzdálenosti přímek

Seznámíte se s další aplikací určitého integrálu výpočtem objemu rotačního tělesa.

Přijímací řízení akademický rok 2011/12 Kompletní znění testových otázek matematický přehled

( ) Mechanická práce II. Předpoklady: 1501

Vzdálenosti přímek

Diferenciální počet. Spojitost funkce

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

II. 5. Aplikace integrálního počtu

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE

Odraz na kulové ploše Duté zrcadlo

F9 SOUSTAVA HMOTNÝCH BODŮ

26. listopadu a 10.prosince 2016

Vedení vvn a vyšší parametry vedení

Nadměrné daňové břemeno

Laboratorní práce č. 6 Úloha č. 5. Měření odporu, indukčnosti a vzájemné indukčnosti můstkovými metodami:

TUHÉ TĚLESO. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

INTEGRACE KOMPLEXNÍ FUNKCE KŘIVKOVÝ INTEGRÁL

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

1. Dva dlouhé přímé rovnoběžné vodiče vzdálené od sebe 0,75 cm leží kolmo k rovine obrázku 1. Vodičem 1 protéká proud o velikosti 6,5A směrem od nás.

Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

Vzorová řešení čtvrté série úloh

( a) Okolí bodu

a 1 = 2; a n+1 = a n + 2.

n je algebraický součet všech složek vnějších sil působící ve směru dráhy včetně

6. Určitý integrál a jeho výpočet, aplikace

STEJNOSMĚRNÉ STROJE. Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů. 1. Úvod

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Ampérův zákon

(1) přičemž všechny veličiny uvažujeme absolutně. Její úpravou získáme vztah + =, (2) Přímé zvětšení Z je dáno vztahem Z = =, a a

1. výpočet reakcí R x, R az a R bz - dle kapitoly 3, q = q cosα (5.1) kolmých (P ). iz = P iz sinα (5.2) iz = P iz cosα (5.3) ix = P ix cosα (5.

je jedna z orientací určena jeho parametrizací. Je to ta, pro kterou je počátečním bodem bod ϕ(a). Im k.b.(c ) ( C ) (C ) Obr Obr. 3.5.

Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

Rovinné nosníkové soustavy III Příhradový nosník

2.5.9 Vztahy mezi kořeny a koeficienty kvadratické rovnice

OBECNÝ URČITÝ INTEGRÁL

ANALYTICKÁ GEOMETRIE

třecí síla (tečná vazba podložky) F normálová reakce podložky výsledná reakce podložky Podmínky rovnováhy:

Černá díra. Pavel Provinský. 4. března 2013

2.5.9 Vztahy mezi kořeny a koeficienty kvadratické rovnice

Spojitost funkce v bodě, spojitost funkce v intervalu

POHYB SPLAVENIN. 8 Přednáška

Schéma podloží pod základem. Parametry podloží: c ef c d. třída tloušťka ɣ E def ν β ϕef

Digitální učební materiál

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

4. FRAUNHOFERŮV OHYB NA ŠTĚRBINĚ

1 Tuhé těleso a jeho pohyb

2.1 - ( ) ( ) (020201) [ ] [ ]

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 7 Z GEODÉZIE 1

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU

KŘIVKOVÉ INTEGRÁLY. Křivka v prostoru je popsána spojitými funkcemi ϕ, ψ, τ : [a, b] R jako množina bodů {(ϕ(t), ψ(t), τ(t)); t

Zavedení a vlastnosti reálných čísel PŘIROZENÁ, CELÁ A RACIONÁLNÍ ČÍSLA

Seznámíte se s další aplikací určitého integrálu výpočtem obsahu pláště rotačního tělesa.

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Konečný automat Teorie programovacích jazyků

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript:

Zápočeská univerzit v Plzni Fkult plikovných vě Kter mechniky ynmický výpočet včkového hříele Frotoru Výzkumná zpráv č. 5//7 Řešitel: oc. r. Ing. Jn upl Plzeň, únor 7

Úvo: Cílem přeložené zprávy je vyšetření kinemticko-geometrických poměrů n loptkách vzuchového stroje náslený ynmický výpočet nmáhání včkového hříele v jenotlivých rozhrních mezi uchyceními loptek n hříeli. Pro prověření různých vrint návrhu byl vytvořen prmetrický moel příslušné progrmové vybvení pro zobrzení tvru vzuchové komory nimci pohybu loptek ve vzuchové komoře. To znmená, že připrvený progrmový moul umožňuje opertivně regovt n kvntittivní změny vstupních prmetrů, jkými jsou npř. počet párů loptek, poloměr říicí kružnice (kružnice, po které se pohybují střey loptek), élky loptek, otáčky, élky pouzer loptek hmotnost loptek t. Geometrie včkového hříele Obr. N obr. je znázorněn včkový hříel vzuchového stroje, jehož excentricky umístěné válcové včky unášejí střey loptek tk, že jeen pár loptek má střey hmotnosti vžy nvzájem n opčné strně říicí kružnice kžý pár loptek je v nvzájem kolmé poloze viz obr.. Kinemtické poměry mezi pohybem střeu otáčením loptky jsou nstveny tk, že úhlová rychlost střeu je vkrát větší, než úhlová rychlost ruhotné rotce loptky. N obr. je zeleně znázorněn trjektorie koncových boů loptek tvořící konchoiu moře kružnice se střeem v prvém krjním bou říicí kružnice poloměrem rovným élce poloviny loptky.

.3.. -. -. -.3 -.3 -. -....3 Obr. opovíá rozměrům: Obr.. m polovin élky loptky. m poloměr říicí kružnice (nejmenší kružnice n obr. ) * poloměr rotoru unášejícího loptky (prostření kružnice n obr. ) poloměr největší kružnice n obr. (snhou je, by se konchoi co nejvíce blížil kružnici ovnice říicí kružnice, která má n obr. 3 poloměr, určíme jko trjektorii (prmetricky závislý riusvektor - prmetrem je úhel ) bou E, který opovíá střeu loptky. ovnice konchoiy se snno určí pole obr. 3, protože opovíá trjektorii bou A.

Obr. 3 Trjektorie všech význmných boů n obr. 3 se mohou npst ve tvru: A r, B r, C r, r.. E r Pro kreslení nimci pohybu jené loptky byl zprcován jenouchý progrmový moul nim.m, který je vylistován n násleujících řákách. % nim.m % progrmek pro kresleni trjektorie koncoveho bou vzuchoveho stroje Fi:pi/:4*pi;.;.; %.;

%.5; %4*; -*; k; hol off MAMAmoviein(length(Fi)); for fifi kk; xk*(fi); yk*(fi); x*(fi); y*(fi); plot(xk,yk) xis([-.3.3 -.3.3]) xis('equl') hol on x*(fi)*(fi/); y*(fi)*(fi/); x*(fi)-*(fi/); y*(fi)-*(fi/); plot(x,y,'bo') vekx[x x]; veky[y y]; plot(vekx,veky,'r') xkonch*(fi)*(fi/); ykonch*(fi)*(fi/); plot(xkonch,ykonch,'g') xkruz*(fi); ykruz*(fi); xkruz*(fi); ykruz*(fi); plot(xkruz,ykruz,'b') xstr*(fi)-; ystr*(fi); plot(xstr,ystr,'b') xis([-.3.3 -.3.3]) MAMA(:,k)getfrme; hol off en movie(mama,5); Jen pozice loptky při nimci je znázorněn n obr. 4

.5..5..5 -.5 -. -.5 -. -.5 -. -....3 Obr. 4 Konchoi vžy nemusí být tk blízká křivk kružnici. N obr. 5 je npř. znázorněn zeleně konchoi pro. m, přičemž osttní veličiny mjí zchovné honoty jko n obr...3.. -. -. -.3 -.3 -. -....3 Obr. 5

Tento příkl všk slouží jen jko ukázkový nemá prktický význm. N obr., 3 5 je vžy vykreslen jen jeen pár loptek. Pro nimci pohybu jenoho páru loptek slouží progrmový moul nim.m, který je zprcován v prostřeí MATLAB je vylistován n násleujících řákách. % nim.m % vzuchovy stroj % progrmek pro nimci pohybu vou priruzenych loptek Fi:pi/:4*pi;.;.; -*; k; hol off MAMAmoviein(length(Fi)); for fifi kk; xk*(fi); yk*(fi); plot(xk,yk) xis([-3/* 3/* -3/* 3/*]) xis('equl') hol on x*(fi); y*(fi); x-x; y-y; x*(fi)*(fi/); y*(fi)*(fi/); x*(fi)-*(fi/); y*(fi)-*(fi/); x-*(fi)*(fi/); y-*(fi)-*(fi/); x3-*(fi)-*(fi/); y3-*(fi)*(fi/); vekx[x x]; veky[y y]; plot(vekx,veky,'r') plot(x,y,'bo') plot(x,y,'bo') vekx[x x3]; veky[y y3]; plot(vekx,veky,'r') xkonch*(fi)*(fi/); ykonch*(fi)*(fi/); plot(xkonch,ykonch,'g') xkruz*(fi); ykruz*(fi); xkruz*(fi); ykruz*(fi); plot(xkruz,ykruz,'b') xstr*(fi)-; ystr*(fi); plot(xstr,ystr,'b') xis([-3/* 3/* -3/* 3/*]) MAMA(:,k)getfrme; hol off en movie(mama,5);

Protože všechny prmetry včkového hříele jsou volitelné tuíž i počet párů loptek n, byl pro tento účel zprcován moul nim.m, který slouží k nimci pohybu včkového hříele s volitelným počtem párů loptek. Tento moul je vylistován n násleujících řákách. % nim.m % vzuchovy stroj % progrmek pro nimci pohybu vou priruzenych loptek Fi:pi/:4*pi;.;.; -*; %.5; % velmi zjimve %*; % myslim, ze je to krioi % pocet vojic loptek n; k; hol off MAMAmoviein(length(Fi)); for fifi kk; xk*(fi); yk*(fi); plot(xk,yk) xis([-3/* 3/* -3/* 3/*]) xis('equl') hol on for fifi:pi/n:fi(n-)*pi/n x*(fi); y*(fi); x-x; y-y; x*(fi)*(fi/); y*(fi)*(fi/); x*(fi)-*(fi/); y*(fi)-*(fi/); x-*(fi)*(fi/); y-*(fi)-*(fi/); x3-*(fi)-*(fi/); y3-*(fi)*(fi/); vekx[x x]; veky[y y]; plot(vekx,veky,'r') plot(x,y,'bo') plot(x,y,'bo') vekx[x x3]; veky[y y3]; plot(vekx,veky,'r') en xkonch*(fi)*(fi/); ykonch*(fi)*(fi/); plot(xkonch,ykonch,'g') xkruz*(fi);

ykruz*(fi); xkruz*(fi); ykruz*(fi); plot(xkruz,ykruz,'b') xstr*(fi)-; ystr*(fi); plot(xstr,ystr,'b') xis([-3/* 3/* -3/* 3/*]) MAMA(:,k)getfrme; hol off en movie(mama,5); Jen poloh stroje pro počet párů loptek n je znázorněn n obr. 6.3.. -. -. -.3 -.3 -. -....3 Obr. 6 N všech obrázcích mlé kružnice ležící prvielně rozloženy n obvou říící kružnice jsou pohybující se střey loptek. Kyby se ostřeivé síly o vojic loptek přenášely n včkový hříel v jené rovině (kolmé n osu včkového hříele), pk by se tyto síly o loptek v páru nvzájem vyrušily v přípě rovnoměrné rotce, ky včkový hříel i excentrický buben konjí rovnoměrnou rotci, by neocházelo ke smykovému ohybovému nmáhání včkového hříele. Pk by mteriál byl nmáhán jen elementárními ostřeivými silmi. Protože se všk ostřeivé síly o jenoho páru loptek nepřenáší n včkový hříel v jené rovině, vzniká o kžého páru loptek vojice sil. Tto vojice sil má svoji opčnou prtnerku n ruhé strně hříele (včkový hříel je symetrický pole jené roviny kolmé n jeho osu), tkže výslený moment vymizí, všk tyto vě vojice nmáhjí svým ohybovým smykovým účinkem včkový hříel.

Silové poměry n včkovém hříeli N obr. 7 jsou znázorněny setrvčné účinky, které se přenášejí z loptek n včkový hříel. oviny, ve kterých působí setrvčné síly o jenotlivých párů loptek, jsou nvzájem π pootočeny o úhel, ke, jk už bylo uveeno, n je počet párů loptek. Čísl n u kótovcích čr nprvo v obrázku znčí číslo páru loptek polovin élky oznčená příslušnou kótou opovíá élce pouzr jené loptky, která ptří mezi vstupní prmetry opovíjícího softwru. Přepokláá se, že élky pouzer jenotlivých loptek jsou stejné. ruhá svislá ř čísel zprv obshuje čísl rozhrní (opovíjí místům, ve kterých bueme vyhonocovt ohybový moment smykovou sílu. Počet rozhrní je roven p r n. Z přepoklu, že je celý stroj vyvážen, pltí, že celková setrvčná síl setrvčná vojice působící n včkový hříel je rovn nule tuíž i rekce ve vzbách ložisek jsou nulové (vlstní tíhu znebáváme). Pk, jk je zřejmé z obr. 7, smyková síl v suých rozhrních je nulová. Setrvčné účinky působící n jenu loptku stnovíme pomocí záklního rozklu n unášivý pohyb posuvný (stře hmotnosti se pohybuje konstntní rychlostí v ω po kružnici o poloměru ) ruhotný rotční pohyb konstntní úhlovou rychlostí ω okolo střeu hmotnosti. Symbolem ω je oznčen úhlová rychlost včkového hříele, která je vojnásobná oproti úhlové rychlosti loptkového bubnu. Z toho plyne, že jeiný setrvčný účinek působící n jenu loptku je ostřeivá síl mω působící ve střeu hmotnosti kžé loptky. Výslené smykové síly momenty působící v c r -tém rozhrní vzniknou sumcí všech příslušných sil momentů působících n levé strně o tohoto rozhrní. men jenotlivých sil se vypočtou pole jenouchého přepisu r / pro c r i cr i, i,,..., cr, pro c r, 3,..., n. Pltnost uveených vzthů je možno okázt jenouchým oszením. Jko příkl si uveďme stroj se 6 páry loptek výpočet smykových sil momentů v 8. 9. rozhrní. Jenotlivé honoty prmetrů jsou násleující: n ot 6 / min otáčky včkového hříele m. kg hmotnost jené loptky T. s celková ob sleování ěje t. s čsový krok. 5 m polovin élky pouzr loptky n 6 počet párů loptek c 8, 9 čísl rozhrní r N obr. 8 jsou znázorněny průběhy ohybových momentů smykových sil v rozhrní 8. Jk bylo výše uveeno, smykové síly jsou v suých rozhrních rovny nule ohybové momenty jsou fázově posunuty. r

[( n ) ] [ ( n ) ] [ ( n ) ] [ ( n ) ] n 6 n 5 n 4 n 3 ( n ) n Obr. 7

4 Moment My 4 Moment Mz [Nm] [Nm] - - -4.5. Cs [s] Smykov sil Sy.5-4.5. Cs [s] Smykov sil Sz.5 [N] [N] -.5 -.5 -.5. Cs [s] -.5. Cs [s] Obr. 8 N obr. 9 jsou znázorněny tytéž veličiny v rozhrní 9 4 Moment My 4 Moment Mz [Nm] [Nm] - - -4.5. Cs [s] Smykov sil Sy 5-4.5. Cs [s] Smykov sil Sz 5 [N] [N] -5.5. Cs [s] -5.5. Cs [s] Obr. 9

V rozhrní 9 jsou smykové síly nenulové jsou tké fázově posunuty. Progrmový moul umožňující výpočet ohybových momentů smykových sil se nzývá nmh.m. Pro zobrzení průběhů momentů smykových sil v závislosti n otáčkách byl zprcován moul nmh.m, který tuto závislost zobrzuje jko plochy. Pro ukázku jsou tyto závislosti zobrzeny n obr. -3 Prubeh My v 9 -em rozhrni poel csove osy pro ruzne otcky 4 6 - -4..8.6.4 Cs [s]. 4 Otcky n/min Obr. Prubeh Mz v 9 -em rozhrni poel csove osy pro ruzne otcky 5 6-5..8.6.4 Cs [s]. 4 Otcky n/min Obr.

Prubeh Sy v 9 -em rozhrni poel csove osy pro ruzne otcky 5 6-5..8.6.4 Cs [s]. 4 Otcky n/min Obr. Prubeh Sz v 9 -em rozhrni poel csove osy pro ruzne otcky 5 6-5..8 4.6.4 Cs [s]. Otcky n/min Obr. 3

Závěr Přeložená zpráv uváí použitou metoiku pro řešení kinemtických poměrů n včkovém hříeli loptkách s příslušným progrmovým vybvením včetně nimce pohybu. Toto progrmové vybvení opovíá prmetrickému moelu, ke vstupní prmetry se mohou libovolně měnit umožňuje posouzení vhonosti konstrukčního návrhu vzuchového stroje. V ruhé části je obsžen příslušná metoik progrmové vybvení pro určení vnitřních účinků, jko jsou smykové síly ohybové momenty včetně plikcí. eference [] Výkresová okumentce ptentový návrh vzuchového stroje Frotor.