HPIM5131

Odmianą dyssypacji energii jest tzw. tarcie konstrukcyjne - strata energii wskutek tarcia w połączeniach nieruchomych (wtłaczanych, gwintowych, nitowych, wpustowych, wielowypustowych itp.).

1.2.3.2. Współpraca sprzęgła podatnego z maszyną

Zadaniem sprzęgła podatnego w maszynie jest łagodzenie nierównomiemości przenoszonego momentu obrotowego, które mogą pochodzić od silnika napędowego lub od maszyny roboczej. W przypadku dużej nierównomiemości przenoszonego momentu stosuje się w układzie napędowym koło zamachowe, jako zasobnik energii mechanicznej. Sprzęgło podatne umieszcza się wówczas między silnikiem a kołem zamachowym i maszyną, którą cechuje większa niejednostajność ruchu.

Wpływ sprzęgła podatnego w maszynie na niejednostajność przenoszonego momentu obrotowego przedstawiono na rys. 1.44. Nieperiodyczna nagła zmiana momentu obrotowego w układzie (rys. 1.44c) może być łagodzona za pomocą sprzęgła podatnego z charakterystyką liniową (rys. 1.44d) przez zamianę pracy uderzenia na pracę sprężystego odkształcenia. Sprzęgło z charakterystyką tłumiącą łagodzi obciążenie momentem przez tłumienie (rys. 1.44e).

RYS. 1.44. Praca sprzęgła podatnego w maszynie, obciążonego nierównomiernym momentem obrotowym: a) praca maszyny bez sprzęgła podatnego, b) ze sprzęgłem podatnym, c) nagłe obciążenie układu napędowego, d) odpowiedź układu ze sprzęgłem podatnym z charakterystyką liniową, c) odpowiedź układu ze sprzęgłem z charakterystyką nieliniową

Obciążenie sprzęgła może mieć charakter, okresowy, udarowy bądź zmienny aperiodycznie. Wszystkie te rodzaje obciążeń bardzo często występują w rzeczywistych układach napędowych, przy czym szczególnie niebezpieczne są periodyczne zmiany momentu obrotowego w obszarze rezonansu, mogące doprowadzić do zniszczenia maszyny. Prawidłowo dobrane sprzęgło podatne może przesunąć obszar rezonansu poza zakres roboczych prędkości obrotowych układu, a przy przechodzeniu przez rezonans nadwyżki momentu obrotowego mogą być zmniejszone do wartości bezpiecznych. Aby minimalizacja obciążeń w układzie była możliwa, sprzęgło powinno być prawidłowo dobrane, to znaczy powinno mieć odpowiednią szty wność c oraz tłumienie Kq.

I. Praca sprzęgła z charakterystyką liniową przy obciążeniu okresowym. Zakłada się. że układ (rys. 1.43) jest obciążony periodycznie zmiennym momentem skręcającym

M = Mi s\ni(ot+M2    (1.93)

gdzie: co - częstość drgań układu, i - kolejna liczba drgań.

Moment oporu maszyny roboczej A/2 jest zmienny okresowo bądź ma wartość stałą. Harmoniczny przebieg momentu obciążającego układ maszynowy odnosi się również do przypadku, w którym obciążenie zmienia się nieperiodycznie i daje się sprowadzić do równoważnego obciążenia okresowego. Równania ruchu układu napędowego (rys. 1.43) przybierają postać

d²<pi    dtp

l\—7— + KQ—+cę = Mjsmicoi

(1.94)

dt^z    dr

gdzie ip = cpi — <P2 - względny kąt skręcania członów sprzęgła o momentach bezwładności /| i I2 pod wpływem momentu wymuszającego.

Dla zerowych warunków brzegowych (/ = 0, cp = 0. d<p/d/ = 0) równania (1.94) mają rozwiązanie ogólne w postaci

(1.95)

<p = Aco$(cot + yo)

przy czym

A'— —"T T—T    l I .7UI

(tao^- 6>)² + 4/t²<0²

gdzie: yo - kąt przesunięcia fazowego amplitudy drgań układu względem amplitudy momentu wymuszającego, <uq = \JcJl_z - częstość drgań własnych układu, 2/r = Kq/I_: - tłumienie układu oraz M_: = M\ ńriimfh, li = l\h/(h +h) - zastępczy moment bezwładności mas.

Największy moment obciążający układ

(1.97)

53