УСТРАНЕНИЕ НЕДОСТАТКОВ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ УСТРОЙСТВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Устройства, созданные на базе пространственных механизмов с вращательными шарнирами, обладая рядом преимуществ перед известными аналогичными устройствами, имеют и специфичные недостатки. К ним относятся: колебания корпуса от неравномерного вращения ведомого звена, передача неравномерного вращения от ведомого на ведущее звено и источник привода. Предложено несколько вариантов исправления отмеченных недостатков, существенно улучшающих работу устройств.

Ключевые слова:
пространственные механизмы, вращательные шарниры, колебания, уравновешивание.
Текст

В  состав многих машин и устройств входят различные плоские и пространственные механизмы. Последние включают комбинацию вращательных, поступательных, шаровых, шаровых с пальцем кинематических пар (шарниров). Особую группу составляют механизмы только с вращательными шарнирами, которые изучены и изучаются только теоретически [1]. Есть отдельные зарубежные публикации о возможности использования механизмов в приводе ноги робота [2] и  для развертываемых многопролетных строительных конструкций  [3].       Отечественный и мировой  приоритеты по внедрению механизмов в производство принадлежат казанским ученым. Внедренные устройства показали высокие технико-эксплуатационные показатели. Однако в процессе эксплуатации нами были выявлены специфичные недостатки, которые в литературе не описаны, как за рубежом, так и в нашей стране. Здесь будут рассмотрены два недостатка: колебания корпуса от неравномерного вращения ведомого звена и передача неравномерного вращения от ведомого  на ведущее звено и источник привода.Устранение этих недостатков расширит сведения о  механизмах, значительно повысит их КПД, надежность и ресурс работы.Анализ и обсуждение результатов. Следует отметить, что в устройствах на базе пространственных механизмов, звенья механизмов совершают движение по разным законам и в разных плоскостях, а  некоторые из них являются носителями рабочих органов (кабин, емкостей, лопастей и т.д.). При этом ведомое звено совершает вращение с неравномерной угловой скоростью в пределах одного оборота, в результате чего возникает неуравновешенный момент [4], который изменяется по величине и направлению, вызывает колебания  станины устройства, что нежелательно ни для устройства, ни для обслуживающего персонала. Нами предложено несколько способов устранения этого недостатка. Способы базируются на законах и положениях теоретической механики, теории механизмов и машин, высшей математики. Способ первый, суть способа заключается в том, что неуравновешенный момент, действующий от вращения ведомого звена, устраняется точно таким же моментом, но имеющим противоположный знак. В результате сложения моментов суммарный момент будет равен нулю, тем самым одна из главных причин колебаний устраняется.Практическое уравновешивание реализовано на примере механизма Беннетта, использованного в смесителе - галтователе  [5].Устройство снабжено зубчатой передачей из двух колес, имеющей передаточное отношение, равное единице и маховиком. При этом одно колесо закреплено на валу ведомого кривошипа, а другое колесо  совмещено с маховиком  и закреплено на валу опоры корпуса. Момент инерции массы маховика  с колесом  равен моменту инерции массы ведомого кривошипа  с отнесенной к нему массой части емкости. Так как моменты имеют равные, но противоположные знаки, то суммарный момент равен нулю и на станину не действует. Изготовленные и внедренные в производство смесители вместимостью емкости 10, 20, 40 и 200 л полностью подтвердили дееспособность данного способа. Способ второй. Суть способа заключается в том, что зеркально объединяются два механизма Беннетта через общий ведущий вал и станину, при этом ведомые кривошипы будут иметь противоположное направление вращения. Такой способ успешно  реализован на производственном двухемкостном смесителе. Более подробные сведения об этих способах можно получить в статье [5].Способ третий -  дополнительными емкостями, закрепляемыми на противоположно расположенных пальцах звеньев (рисунок 1) [6]. 

 

Список литературы

1. Мудров А.Г., Марданов Р.Ш. Обзор исследований пространственных механизмов с вращательными шарнирами // Теория механизмов и машин. Научно-методический журнал, 2015. Том 13, №2(26). С.62-71.

2. Oliveira, Jr A.A., Carvalho, J.C.M. Modeling of the Bennett´s linkage as leg of a mobile robot, 12 th IFToMM World Congress, Besancon, 2007, p.1-6.

3. Chen, Y., Baker, E.J. Using a Bennett linkage as a connector between other Bennett loops, Proc. IMechE, Vol. 219, 2004, p.177-185.

4. Мудров А.Г. Пространственные механизмы с особой структурой. Казань: РИЦ «Школа», 2003. 300 с.

5. Мудров А.Г. Уравновешивание пространственных механизмов.//Международная конференция «Проблемы механики современных машин», Улан-Уде, 2006. С. 27-30.

6. Смеситель порошков. Авт.св. СССР №1371700, МПК В 28 С 5/18 // П.Г. Мудров, А.Г.Мудров, И.М.Киямов. Опубл. 07.02-88, Б.И. №5.

7. Смеситель. Авт. св. СССР №781071, МПК В 28 С 5/18// П.Г.Мудров, А.Г.Мудров, Л.Л.Аксенов, В.В.Евсеев. Опубл. Б.И. №34,1980.

8. Смеситель. Авт. св. СССР №841989, МПК В 28 С 5/18 // П.Г.Мудров, А.Г.Мудров, И.С.Туктамышев. Опубл. Б.И. №4, 1981.

9. Смеситель порошков. Авт. св. СССР №1694340, МПК В 28 С 5/18 // П.Г.Мудров, А.Г. Мудров, А.П. Жарковский. Опубл. Б.И. №44, 1991.

10. Смеситель. Авт. св. СССР № 1761511, МПК В 28 С 5/18// П.Г.Мудров, А.Г.Мудров, А.П.Мудров. Опубл. Б.И. №34, 1992.

Войти или Создать
* Забыли пароль?