Учебный прибор по теоретической механике

Учебный прибор по теоретической механике

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ, содержащий стойку, маховик и связанный с электроприводом генератор(Периодических колебаi/ ний, имекядий роторы с жестко укрепленными на них неуравновешенными массами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния изменения крутизны характеристики электродвигания на динамические реакции, он имеет установленный на стойке и связанный с маховиком демпфер с регулятором степени демпфирования и центрирующие пружины двойного действия, соединенные со стойкой и генератором. (Л -s| 1 .(

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 6 09 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3345075/28-12 (22) 02.10.81 (46) 30 ° 03 83. Бюл, Р 12 (72) В.Л.Малеин (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (53) 744 ° 34(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2891133/18-12 (034967), 1980. (54)(57) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ NEXAHHKE содержащий стойку, маховик и связанный с электроприводом генератор, периодических колеба„„SU„„! ОО8774 А ний, имеющий роторы с жестко укреп- ленными на них неуравновешенными массами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния изменения крутизны характеристики электродвигания на динамические реакции, он имеет установленный на стойке и связанный с маховиком демпфер с регулятором степени демпфирования и центрирующие пружины двой. ного действия, соединенные со стойкой и генератором.

1008774

Изобретение относится к учебному лабораторному оборудованию и может быть использовано в качестве лабораторного практикума.

Известен учебный прибор по теоретической механике, содержащий стойку, маховик и связанный с электроприводом генератор периодических ко° лебаний, имеющий роторы с жестко укрепленными на них неуравновешенными массами (11 .

Недостатком известного учебного прибора является невозможность испольэовать его для имитации динамической модели машины с распределенными параметрами, включающий в себя аналог асинхронного электродвигателя трехфазного тока.

Цель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем обеспечения возможности демонстрации 20 влияния изменения крутизны характеристики электродвигания на динамические реакции.

Поставленная целю достигается тем, что учебный прибор по теоретической 25 механике, содержащий стойку, маховик и связанный с, электроприводом генератор периодических колебаний, имеющий роторы с жестко укрепленными на них неуравновешенными массами, имеет установленный на стойке и связанный с маховиком демпфер с регулятором степени демпфирования и центрирующие пружины двойного действия, соединенные со стенкой и генератором.

На чертеже представлен предлагаемый учебный прибор.

Учебный прибор по теоретической механике содержит стойку 1, маховик

2 и связанный с электроприводом генератор периодических колебаний 3, имеющий роторы 4 с жестко укрепленными на них неуравновешенными массами 5.

Прибор имеет установленный на стойке и связанный с маховиком демпфер б с регулятором степени демпфиро. вания, и центрирующие пружины 7 двойного действия, соединенные со стойкой и генератором. Генератор через малоинерционные тяги 8 и пружины 9 двойного действия связан с маховиком. Маховик имеет шкалы 10, грузы 11 с индексами 12, маховичок 13, винт 14 с разнонаправленными по элементам углами подъема. Тяга 15 соединена с демпфером б (например воздушного действия), снабженного регулировочным устройством со шкалой 16 и индексом 17.

Индикатор 18 соединен с генера- 60 тором, а индикатор 19 — с маховиком.

Индикатор 20 установлен на маховике и соединен с пружинами 9. Генератор связан пружинами двойного дей ствия с регулирующими устройствами

21 со стойкой и имеет регулируемые упоры 22. Для демонстрации включают привод генератора периодических колебаний. При синхронном однонаправленном вращении роторов 4 с неуравновешенными массами 5, при их относительном сдвиге на 180, воз никают периодические разнонаправленные моменты сил инерций относительно оси поворота 0 генератора периодических колебаний.

Моменты сил вызывают периодические колебания, которые через малоинерционные, тяги 8 и упругую двухстороннюю связь, выполненную в виде-пружины 9, передаются на маховик 2. По деформации пружин 9, которую фиксируют индикатором 20, судят о динамических реакциях, проходящих через тяги 8, и пружины 9.

Максимальную амплитуду колебаний генератора периодических колебаний фиксируют генератором 18 ° Максимальную амплитуду колебаний маховика 2 фиксируют индикатором 19.

Среднее положение генератора . периодических колебаний относительно стойки фиксируют центрирующими пружинами 7 двойного действия, снабженными регулировочными устройствами 21.

Момент силы, развиваемый генератором периодических колебаний, имитирует переменную составляющую периодически меняющегося приведенного, момента сопротивления исполнительного механизма. Колебания приведенного момента сопротивления в реальной машине вызывают колебания угловой скорости маховика.

Демпфер б имитирует асинхронный электродвигатель трехфазного тока.

При помощи регулировочного устройства демпфера со шкалой 1б и индикатором 17 имитируют любую харак. теристику электродвигателя.

При равномерном движении маховика в реальной машине, т.е. тогда, когда приведенный момент сопротивления и приведенный момент инерции машины постоянны, постоянная и .угловая скорость маховика. Если в реальной машине приведенный момент сопротивления переменен при постоянном приведенном моменте инерции, то наблюдаются коле бания угловой скорости маховика.

В учебном приборе указанный режим работы реализуют переменной составляющей приведенного момента сопротивления в виде момента,развива емого генератором периодических колебаний. Такому режиму работы соответствует переменная составляющая .угловой скорости маховика 2. Демпфер б, имитирующий асинхронный электродвигатель трехфазного тока и соединенный тягой 15 с маховиком 2, 1008774

Составитель В.Нивзоров

Редактор А.Власенко Техред M.Tenep

Корректор В. Бутяга

Заказ 2343/61 Тираж 486

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 развивает момент, пропорциональный угловой скорости маховика.

Маховик 2, обладая моментом инер-. ции, стремится сохранить свое положение неизменным. Причем,. чем больше его момент инерции, тем он более устойчив (т.е. инерцнонен) к воз.действию на него возмущающего момента, идущего от генератора периодических колебаний. Это приводит к тому, что амплитуда колебаний генератора периодических колебаний больше амплитуды колебаний маховика 2.

Чем более устойчив маховик 2 к дей ствию момента сил, тем больше деформация пружин 9.Деформация пружин 9 15 пропорциональна силам, приложенным к ним.

При вращении маховика 13 движение через винт 14 с разнонаправленными по элементам углами подъема пере- 2() дается на грузы 11, которые синхронно перемещаются в радиальном направлении в разные стороны. При перемещении грузов 11 к центру (от центра) маховика 2 его момент инерции уменьшается (увеличивается). Перемещение грузов 11 регистрируют при помощи индексов 12.ïî шкалам 10 с градуировкой в относительных делениях, которым соответствуют определенные значения момента инерции маховика.

Уменьшение (увеличение) момента инерции маховика 2 приводит к уменьшению (увеличению). устойчивости его к действию возмущающего момента, что приводит к уменьшению (увеличению) передаваемых сил малоинерционными тягами 8 и пружинами 9. Это приво1 рант к уменьшению (увеличению) деформаций пружин 9, что фиксируют индикатором 19, и, в свою очередь, уменьшает (увеличивает) разность амплитуд колебаний генератора и маховика 2. Амплитуды колебаний гене-. ратора и маховика 2 фиксируют индикаторами 18 и 19,соответственно.

Меняя последовательно положения грузов 11 на маховике 2, т.е. меняя тем самым его момент -инерции, строят экспериментальную кривую,демонстрирующую зависимость динамических реакций в шарнирах механизмов от момента инерции маховика.

При сохранении всех динамических параметров учебного прибора, т.е. частоты вращения электродвигателя и положения грузов 11 на маховике

2, уменьшают (увеличивают); при помощи регулировочного устройства демпфера 6 со шкалой 16 и индексом

17, коэффициент вязкого трения, при этом получают такой же эффект, что и при уменьшении (увеличении) момента инерции маховика.

Меняя последовательно коэффициент вязкого трения демпфера строят экспериментальную кривую, демонстрирующую зависимость динамических реакций в шарнирах механизмов от крутизны характеристики электродви- . гателя. б

Учебный прибор расширяет диапаб зон решаемых задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния изменения крутизны характеристики, электродвигателя на динамические реакции.