Методические указания и задания для курсового проектирования по дисциплине Уравновешивание и виброзащита для специальности 240500 - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов... 6 563.07kb.
Учебно-методические материалы и задания для самопроверки для студентов... 2 540.07kb.
Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Экономика... 1 303.05kb.
Методические указания по изучению английского языка для специальности... 4 618.32kb.
Номер варианта задания для выполнения курсового проекта по дисциплине... 1 127.25kb.
Методические указания Красноярск ипк сфу 2011 Учебное издание 2 1020.41kb.
Методические указания к лабораторной работе «делопроизводство» для... 2 503.88kb.
Методические указания для аспирантов специальности 14. 01. 06 психиатрия... 3 562.48kb.
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... 1 63.93kb.
Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов... 3 558.94kb.
Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания... 2 429.63kb.
Сведения о работе депутатом на непостоянной основе с указанием наименования... 1 58.26kb.
- 4 1234.94kb.
Методические указания и задания для курсового проектирования по дисциплине Уравновешивание - страница №2/2

Рисунок 5 - Таблица косинусов опоры .

Общий вид уравнений содержит коэффициенты демпфирования и жёсткости для всех виброизоляторов подвески. Количество виброизоляторов может достигать 32 и, поэтому уравнения в развёрнутом виде не читаются. При необходимости эти уравнения можно увидеть в программах «engine».

Уравнения динамики для подвески приведены ниже и состоят из нескольких частей. Уравнения понижения порядка имеют вид

; ; ; ; ; , (3)
где - скорости поступательного движения центра масс и вращательного движения вокруг осей координат.

Уравнения динамики массы имеют вид второго закона Ньютона, т.е. ускорение пропорционально силе (моменту) и обратно пропорционально массе (моменту инерции)


; ;

; ;

; , (4)

где - силы, зависящие от смещения массы;



- силы, зависящие от скорости массы;

- переменные силы, как правило, гармонические.

Силы, зависящие от смещения массы, имеют вид


;

;

;

;

;

. (5)
Вязкие силы в подвеске с низкой жёсткостью упругих элементов равны
; ; ;

; ; , (6)

где - средний коэффициент вязких сил в подвеске.


Следует отметить два обстоятельства в пользу такого упрощения: вязкие силы имеют решающее значение только для резонансных частот; проведённое моделирование показало, что изменение коэффициента вязких сил слабо влияет на движение дизеля вне резонанса.

Силы, зависящие от времени, имеют вид



; ; ;

; ; , (7)

где gif" align=absmiddle width="26px" height="21px"> - амплитуда силы;



- угловая частота силы.
Элементы матрицы упругих коэффициентов входят в уравнение динамики и выражаются следующими зависимостями



; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; . (8)
Элементы матрицы жёсткости, расположенные симметрично от диагонали, не указаны т.к. в силу теоремы Бетти равны между собой

. (9)

Смещение точек крепления виброизолирующих опор к дизелю находится по теореме Эйлера о движении твёрдого тела



;

;

. (10)
Колебания дизеля как твёрдого тела определяются шестью независимыми координатами, которые характеризуют движение центра масс и движение вокруг центра масс.

Дизель нагружен переменными силами и моментами сил. Указанные силы и моменты приблизительно пропорциональны квадрату частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, следует учитывать, что на низких частотах переменный крутящий момент становится главной причиной колебаний дизеля.

Изучение колебаний дизеля следует проводить в диапазоне частот вращения вала, т.е. от минимально устойчивой частоты (приблизительно 1/3 от номинальной) до номинальной частоты.

Исследование колебаний дизеля наиболее просто выполняется численным моделированием на ЭВМ.

Смещение точки дизеля выражается через шесть координат

(11)

где - координаты точки крепления виброизолятора .

Каждая точка крепления виброизолятора к дизелю совершает пространственные колебания в ограниченной трёхмерной области.

Рассмотрим реальную подвеску, содержащую опор в двух параллельных рядах. Все опоры имеют одинаковый наклон осей в соответствии с таблицей направляющих косинусов (Таблица 3).


Таблица 3 - Направляющие косинусы опоры в методе наклонных опор












0,93

0,37

0



±0,37

0,93

0



0

0

1

Таблица 4 - Направляющие косинусы опоры для горизонтальных опор














1

0

0



0

1

0



0

0

1

Уравнение динамики для дизеля, установленного на виброизоляторы с несущественным трением не имеют составляющих пропорциональных скорости


;

;

;

;

;

. (12)
В этом случае коэффициенты динамичности по шести обобщённым координатам находятся по простым зависимостям
; ; ;
; ; . (13)
Собственные частоты по осям могут быть определены из решения характеристического уравнения
. (14)
Шесть корней этого частотного уравнения определяют динамичность подвески при заданных частотах вынуждающих сил . Корни находятся по стандартным программам типа MathCAD. Рассмотренный подход отражает сущность теории колебаний.

3 Статические смещения виброизолированного дизеля


В инженерной практике вибрация характеризуется ускорениями точек дизеля1. Статические смещения дизеля определяются в результате двукратного интегрирования ускорений виброизолированного твердого тела. При стационарной вибрации в этом нет необходимости, поскольку смещения пропорциональны частному от деления ускорения на квадрат угловой частоты колебаний. К сожалению, на дизель действует не только стационарная вибрация, но и постоянные весьма большие нагрузки. Если сравнивать эти нагрузки с весом дизеля, то они составят от 80 до 200%. Например, смена упора с переднего хода на задний ход равносильна утроенному весу дизеля.

Если жесткость виброизоляторов недостаточна, то статические смещения могут быть больше допускаемых значений не превышающих 1 – 5 мм.

Для вычисления статических смещений используется программа din. Программа основана на уравнениях (12), в которых правые части заменены постоянными силами и моментами.

Будем считать статическими такие смещения, которые возникают от веса, упора винта, реактивного крутящего момента, крена, дифферента и при циркуляции судна. В программе указанные силы прикладываются внезапно в нулевой момент времени, и вызывают колебания, поскольку до начала моделирования дизель находится в «невесомости». Начальные колебания быстро затухают т.к. рассеивают энергию на трение в упругих элементах. Заложенные в программе формулы для вычисления смещений характерных точек основаны на теореме Эйлера о движении твёрдого тела


;

;

.

где - координаты выбранной точки.


4 Динамические смещения виброизолированного дизеля
Цель динамического расчета состоит в определении амплитуд колебаний дизеля. Амплитуды не должны превышать допускаемых значений. Если это нельзя выполнить во всем диапазоне частот вращения, то назначаются запретные зоны, в которых работа двигателя нежелательна или ограничена по времени. Эффективный метод исследования виброизоляции состоит в построении амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Предпосылки построения АЧХ заложены в динамике движения, и коротко изложены ниже.

Пусть имеем гармоническую функцию с её производными



;

;

. (15)

Сумма квадратов перемещения и скорости даёт значение амплитуды независящее от времени, но зависящее от частоты



. (16)

Амплитуда из суммы квадратов скорости и ускорения



. (17)

Среднее арифметическое двух амплитуд показывает амплитудно-частотную характеристику



. (18)

В теории колебаний принято строить АЧХ в безразмерном виде, т.е. делить амплитуду колебаний на равновесную амплитуду. В этом случае безразмерные амплитуды по каждой обобщённой координате имеют вид



; ; ;

; ; . (19)
где - размерная амплитуда колебаний, м.
Данная методика реализуется на ЭВМ.
5 Выбор виброизолятора
Виброизолятор является ответственной частью подвески, поскольку его разрушение приводит к расцентровке валопровода и может вызвать аварию. Наиболее часто применяются стандартные виброизоляторы, допущенные Российским речным регистром к использованию на судах. Виброизолятор состоит из нижнего и верхнего оснований и упругого элемента закрепленного между ними. Упругий элемент для главных двигателей изготавливают из резины, а для вспомогательных из металла. Виброизолятор нагружен как статически, так и динамически. Направление нагрузки зависит от конструкции судового валопровода. Тяжелые тихоходные двигатели воспринимают упор винта и передают его на фундамент через виброизоляторы. В быстроходных двигателях упор передается на корпус судна через отдельный подшипник и виброизоляторы нагружены только весом и моментом.

Для характеристики виброизолятора используется три признака: допустимая нагрузка, жесткость в трех направлениях и марка, подразумевающая область применения. Ниже приведены некоторые типы виброизоляторов часто применяемые для крепления главных двигателей на речных судах и дана их общая характеристика. Все представленные стандартные виброизоляторы допущены Российским Речным регистром для нового судостроения и модернизации существующих судов.



Амортизатор И.И. Клюкина судовой со страховкой (Таблица 5) применяется для установки малых двигателей и дизель генераторов, не требует установки отбойников в случае ударов и сотрясений корпуса судна. Эффективен для частот выше 30 Гц. Цифра в обозначении соответствует допустимой массе оборудования.
Таблица 5 – Основные размеры виброизоляторов типа АКСС


Тип

L

A

A1

B

B1

H

h1

d

d1

АКСС-25

70

54

-

43

40

40

8

M8

7

АКСС-40

85

68

-

63

55

46

10

M10

9

АКСС-60

100

80

-

73

65

50

10

M12

9

АКСС-85

120

100

-

80

70

60

11

M14

11

АКСС-120

140

112

-

95

85

65

12

M16

13

АКСС-160

145

115

-

108

90

60

14

M18

13

АКСС-220

150

120

-

118

100

60

12

M22

15

АКСС-300

155

125

60

125

105

65

14

M24

15

АКСС-400

175

140

65

130

110

65

12

M27

17


Таблица 6 – Жесткость виброизоляторов АКСС динамическая / статическая, Н/м




Тип

Вертикальная

Продольная

Поперечная

АКСС-25

500000 / 250000

700000 / 550000

300000 / 200000

АКСС-40

650000 / 400000

900000 / 700000

40000 / 300000

АКСС-60

1000000 / 650000

1200000 / 1000000

500000 / 350000

АКСС-85

1360000 / 800000

1700000 / 1200000

550000 / 350000

АКСС-120

1200000 / 750000

1500000 / 1000000

500000 / 300000

АКСС-160

2600000 / 1500000

1550000 / 950000

600000 / 350000

АКСС-220

4000000 / 2300000

2700000 / 1800000

950000 / 550000

АКСС-300

3950000 / 2800000

2700000 / 1900000

1100000 / 800000

АКСС-400

5300000 / 2900000

3700000 / 2700000

1300000 / 850000

Рисунок 6 – Виброизолятор АКСС-400и


Виброизоляторы двухпластинчатые наклонные типа ДПН (Таблица 7) имеют резкое различие жесткости по осям и применяются в «методе наклонных опор». К достоинству относится удобный монтаж и эксплуатация. Недостаток - резина стареет и жесткость увеличивается. Виброизолятор не имеет внутренней страховки от перегрузок и подвеска должна иметь ограничители. Эффективны для частот выше 25 Гц.
Таблица 7 – Виброизоляторы типа ДПН (двухпластинчатые наклонные)


Виброизолятор ДПН-2 под нагрузку 2 кН



Виброизолятор ДПН-6,5 под нагрузку 6,5 кН


Жесткость динамическая / статическая виброизоляторов, Н/м

Марка

Cx

Cy

Cz

ДПН-2

500000 / 290000

515000 / 300000

3300000 / 1900000

ДПН-6,5

1070000 / 720000

1010000 / 680000

10300000 / 6900000



Рисунок 7 - Виброизолятор ДПН-2 под нагрузку 2 кН


Рисунок 8 - Виброизолятор ДПН-6,5 под нагрузку 6,5 кН
Высокоэффективный виброизолятор АПрС (амортизатор пружинный со страховкой) имеет металлический упругий элемент и умеренное демпфирование (Таблица 8). Применяется для легких главных двигателей и дизель генераторов. Имеет страховку от перегрузок. Недостаток – большие габариты. Рабочие частоты выше 10 Гц.

Таблица 8 – Виброизоляторы АПрС





Основные размеры, мм



Тип

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

К

АПрС-2

175

120

65

140

135

40

36

М20

10

110

АПрС-4

250

210

100

210

220

60

55

М27

12

155

Жесткость виброизоляторов АПрС, Н/м



Марка

Вертикальная

Поперечная

Допустимая нагрузка, Н

АПрС-2

141000

216000

2000

АПрС-4

267000

490000

4000




Рисунок 9 - Виброизолятор АПрС-4
Виброизолятор типа АКМ-1200 собирается из двенадцати модулей АМН-200 и может применяться для тяжелых двигателей (Таблица 9). За счет массивных пластин имеет хорошую звукоизоляцию. Удлиненная конструкция удобна для монтажа в судовых условиях. Рабочая частота выше 15 Гц.

Таблица 9 – Виброизолятор АКМ-1200






Жесткость виброизолятора динамическая / статическая, Н/м

Вертикальная

Продольная

Поперечная

4356000 / 2940000

648000 / 348000

648000 / 348000



Рисунок 10 - Виброизолятор АКМ-1200 (12 элементов АМН-200)
Высокоэффективный виброизолятор АМН-200 (Таблица 10) изготовлен из мягкой резины. За счет большой высоты резинового массива жесткости по осям резко отличаются, что позволяет применять «метод наклонных опор». Требует страховочных элементов и точного монтажа на фундаменте.

Таблица 10 - Виброизолятор АМН-200






Жесткость динамическая / статическая, Н/м

Вертикальная

Продольная

Поперечная

363000 / 245000

54000 / 32000

54000 / 32000




Рисунок 11 - Виброизолятор АМН-200 под нагрузку 2 кН

(два упругих элемента ЭСА-100)

Винтовая пружина может использоваться в качестве нестандартного виброизолятора (Таблица 11). Требует согласования с Российским Речным Регистром. Применяется при специальном проектировании высокоэффективной виброизоляции. Область рабочих частот от 5 Гц и при проверке на устойчивость может быть снижена до 2 Гц.

Таблица 11 - Расчетные зависимости для виброизолятора из круглой проволоки




Наименование силы

Податливость пружины

F1



F2



T1



T2



Схема приложения нагрузки

Напряжения в круглой проволоке витка не должно превышать допускаемого значения 500 - 800 МПа.



Рисунок 12 – Винтовая пружина в качестве виброизолятора


6 Типы судовых двигателей применяемые на речном флоте



Рисунок 13 - Судовой двигатель 4ЧНСП 15/18


Рисунок 14 - Судовой двигатель 8ЧНСП 18/22



Рисунок 15 - Судовой двигатель 6NVD26Аu (6ЧНСП 18/26)



Рисунок 16 - Судовой двигатель 6ЧРН36/45




Рисунок 17 - Судовой двигатель 12ЧСН18/20


7 Расчетная часть курсовой работы


7.1 Техническое задание на проектирование (согласуется с руководителем).
Спроектировать виброизолирующую подвеску главного судового двигателя марки 6ЧРН 36/45 (Г70). Исходные данные для проектирования:

  1. Масса двигателя 29300 кг

  2. Мощность 882 кВт

  3. Частота вращения 375 м-1

  4. Число цилиндров 6

  5. Крутящий момент 22600 Нм

  6. Упор винта 140000 Н

  7. Допускаемые статические смещения двигателя не более 5 мм.

По условиям размещения и ввиду большой массы двигателя принимаем тип виброизоляторов ДПН-6,5 под нагрузку 6,5 кН. Составляем эскиз виброизолятора и выписываем коэффициенты жесткости по осям.





Жесткость, Н/м

Cx

Cy

Cz

Динамическая

1070000

1010000

10300000

Статическая

720000

680000

6900000

Рисунок 18 - Эскиз виброизолятора ДПН-6,5 и

коэффициенты жесткости по осям
Выполняем эскиз судового дизеля и план присоединительных размеров в масштабе с указанием габарита дизеля.

Рисунок 19 - Эскиз судового дизеля Г70


7.2 Необходимое количество виброизоляторов определим из расчета равномерного распределения веса между всеми опорами

Учитывая большую массу двигателя и малое количество опорных точек, принимаем вариант конструкции с промежуточной рамой. На раму проектируем модули из шести виброизоляторов в каждом.

Назначаем ширину посадочного места под виброизоляторы по формуле
мм,

где - ширина двигателя по лапам.


Назначаем длину посадочного места под виброизоляторы по чертежу двигателя
мм
7.3 Составляем на миллиметровке эскиз фундамента, расположение виброизоляторов и выполняем его точно в масштабе для того, чтобы размеры можно было снимать с чертежа. Эскиз необходимо предъявить руководителю для согласования.

Рисунок 20 - Схема расположения модулей


На длине двигателя разместилось 6*8=48 виброизоляторов. Общее количество точек опоры равно восьми и не превышает 10. В каждой точке размещается опорный узел из шести виброизоляторов. Длина одного узла равна 220*3=660 мм, ширина 110*2=220 мм. Суммарная жесткость узла в шесть раз больше, чем у виброизолятора ДПН-6,5 и соответствует таблице 12
Таблица 12 – Жесткость модулей


Жесткость по осям: динамическая

статическая, Н/м



Cx

Cy

Cz

6420000

4320000


6060000

4080000


61800000

41400000

7.4 Подготовка данных для компьютерного моделирования
Подготавливаем динамические жесткости для программ din, в следующем виде:

par cx: 6420000

par cy: 6060000

par cz: 61800000


Подготавливаем статические жесткости для программы st, в следующем виде:

par cx: 4320000

par cy: 4080000

par cz: 41400000


Остальные жесткости равны единице (по умолчанию).

Положение каждой группы из шести виброизоляторов будем определять по ее средней точке. Составляем таблицу координат (в миллиметрах) опорных точек по эскизу фундамента.



Таблица 13 - Координаты опорных точек двигателя







1

2

3

4

5

6

7

8

i, мм

605

605

605

605

-705

-705

-705

-705

i, мм

-770

-770

-770

-770

-770

-770

-770

-770

i, мм

1640

470

-980

-1738

-1738

-980

470

1640

Подготавливаем координаты виброизоляторов (в метрах) для программы расчета в следующем виде:



par x1:.605

par x2:.605

par x3:.605

par x4:.605

par x5:-.705

par x6:-.705

par x7:-.705

par x8:-.705

par y1:-.77

par y2:-.77

par y3:-.77

par y4:-.77

par y5:-.77

par y6:-.77

par y7:-.77

par y8:-.77

par z1:1.64

par z2:.47

par z3:-.98

par z4:-1.738

par z5:-1.738

par z6:-.98

par z7:.47

par z8:1.64


Ориентацию осей 1, 2, 3 и 4 опор определяется направляющими косинусами с учетом того, что виброизоляторы наклонены внутрь на угол 300. (см. общий вид таблицы на рисунке 5)



№1-4









0,866

-0,5

0



0,5

0,866

0



0

0

1

Ориентацию осей 5, 6, 7 и 8 опор определяется направляющими косинусами с учетом того, что виброизоляторы наклонены внутрь на угол 300. (см. общий вид таблицы на рисунке 5)

№5-8









0,866

0,5

0



-0,5

0,866

0



0

0

1

Направляющие косинусы виброизоляторов заложены в программы в соответствии с количеством опорных блоков. Например, для шести виброизоляторов следует выбирать программы st6 или din6, для восьми виброизоляторов программы st8 или din8.


8 Работа на компьютере

8.1 Расчет статических смещений


Расчет статических смещений производится для проверки отклонений двигателя от нейтрального положения под действием постоянного опрокидывающего момента, крутящего момента и упора винта. Смещения не должны превышать допускаемых в техническом задании значений. Если это условие не выполняется, возникают недопустимые нагрузки в судовых системах связанных с дизелем. Эти нагрузки разрушают трубопроводы, муфты и другие соединения. По условиям монтажа на резиновые виброизоляторы двигатель после установки выдерживается не менее суток. Это делается для выравнивания нагрузок на виброизоляторы и просадки обусловленной ползучестью резины в начальный период нагрузки. Положение дизеля после выдержки считается нулевым, и в этом положении монтируются все трубопроводы, муфты, валы и система ДАУ.

Расчет проводим по программе St8с в приложении simnon2. Цель расчета определить смещения контрольных точек и сравнить их с допускаемыми значениями.

Работа начинается с открытия программы SIMNON.ЕХЕ. Экран имеет вид:

S i m n o n TM – Simulation Language for Non-linear systems

(c) Copyright Department of Automatic Control, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden 1986, 1988. All Rights Reserved.

Version 2.11. Regular.

>

Вводим имя файла



>syst st8с

Вводим в программу упор и момент в ньютонах, и ньютон метрах:

>par a3:-140000

>par a6:-22600

Вводим указанные ранее координаты виброизоляторов:


>par x1:.605

>par x2:.605

>par x3:.605

>par x4:.605

>par x5:-.705

>par x6:-.705

>par x7:-.705

>par x8:-.705

Сохраняем введенные числа

>save name -par

Здесь слово «name» означает фамилию или другое уникальное слово студента работающего на компьютере. После этого можно сделать перерыв, выйти из программы или выключить машину.

Для того, чтобы продолжить работу после выхода из программы набираем

>syst st8с

>get name

Если перерыв не нужен, можно продолжить работу.

>par y1:-.77

>par y2:-.77

>par y3:-.77

>par y4:-.77

>par y5:-.77

>par y6:-.77

>par y7:-.77

>par y8:-.77

Сохраняем введенные числа

>save name -par

Продолжаем работу

>par z1:1.64

>par z2:.47

>par z3:-.98

>par z4:-1.738

>par z5:-1.738

>par z6:-.98

>par z7:.47

>par z8:1.64

Сохраняем введенные числа

>save name -par

Если перерыва не было, продолжаем работу.

Вводим жесткости блоков



>par cx: 4320000

>par cy: 4080000

>par cz: 41400000

Наибольшие смещения могут быть у крайних точек крепления №1, №4, №5, №8. Для смещений приняты обозначения из сдвоенной буквы и одной цифры совпадающей с номером опоры. Задаем сохранение смещений указанных точек:

>store xx1 xx4 xx5 xx8 yy1 yy4 yy5 yy8 zz1 zz4 zz5 zz8

В программе происходит внезапное приложение нагрузки, которое вызывает колебания, быстро затухающие вблизи равновесного положения. Это равновесное положение и является предметом исследования в данной программе. Колебания затухают в течение двух – трех секунд. Проводим моделирование этого периода.

>simu 0 3

Проводим моделирование3 с сохранением достигнутых значений в течение 0,01 с

>simu 3 3.01-cont

Разбиваем экран на две строки и два столбца

>split 2 2

Строим абсциссы смещений

>ashow xx1

>ashow xx4

>ashow xx5

>ashow xx8

Экран имеет следующий вид

Рисунок 21 - Абсциссы статических отклонений крайних опор


Выписываем значения абсцисс в протокол результатов моделирования:

xx1=5,53*10-5;

xx4=-1,99*10-5;

xx5=-1,99*10-5;

xx8=5,53*10-5

Строим ординаты смещений

>ashow yy1

>ashow yy4

>ashow yy5

>ashow yy8

Экран имеет следующий вид

Рисунок 22 - Ординаты статических отклонений крайних опор


Выписываем значения ординат в пояснительную записку: yy1=1,66*10-3; yy4=-2,983*10-3; yy5=-1,58*10-3; yy8=3,062*10-3

Строим аппликаты смещений

>ashow zz1

>ashow zz4

>ashow zz5

>ashow zz8

Экран имеет следующий вид

Рисунок 23 - Аппликаты статических отклонений крайних опор


Выписываем значения аппликат в пояснительную записку:

zz1=-2,996*10-4; zz4=-2,996*10-4; zz5=-2,676*10-4; zz8=-2,676*10-4


Из рисунков видно, что наибольшие смещения –2,98 мм и 3,064 мм возникают на четвертой и восьмой опоре в вертикальном направлении . Абсциссы смещений четырех крайних точек дизеля от момента и упора не превышают допускаемых значений 5 мм.

8.2 Расчет динамических характеристик

Расчет динамических характеристик проводим по программе dinZ. В наименовании программы буква Z равна количеству опорных точек. Цель расчета определить резонансные частоты колебаний виброизолированного двигателя относительно неподвижного фундамента. Перед расчетом необходимо приготовить следующие данные: частоту вращения, массу и моменты инерции дизеля. Главные центральные моменты инерции вычисляются по формулам



кг м2

где - масса дизеля, кг;



- длина дизеля, м.

кг м2
Работа начинается с открытия программы SIMNON.ЕХЕ. Экран имеет вид:
S i m n o n TM – Simulation Language for Non-linear systems

(c) Copyright Department of Automatic Control, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden 1986, 1988. All Rights Reserved.

Version 2.11. Regular.

>

Вводим имя файла



>syst din8с

Вводим указанные ранее координаты виброизоляторов:



>par x1:.605

>par x2:.605

>par x3:.605

>par x4:.605

>par x5:-.705

>par x6:-.705

>par x7:-.705

>par x8:-.705

>par y1:-.77

>par y2:-.77

>par y3:-.77

>par y4:-.77

>par y5:-.77

>par y6:-.77

>par y7:-.77

>par y8:-.77

>par z1:1.64

>par z2:.47

>par z3:-.98

>par z4:-1.738

>par z5:-1.738

>par z6:-.98

>par z7:.47

>par z8:1.64

Вводим жесткости блоков


>par cx: 4320000

>par cy: 4080000

>par cz: 41400000

Вводим массу и главные центральные моменты инерции дизеля

>par m1:29300

>par m2:29300

>par m3:29300

>par m4:30000

>par m5:30000

>par m6:3000

Сохраняем введенные числа

>save name -par

Частоты определяются по графикам амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) построенных в диапазоне рабочих частот.

Неравномерный момент на валу двигателя является главным фактором, определяющим вибрацию. Амплитуда момента в дизельном двигателе Г70 равна



Нм

Вводим это значение в программу:

>par а6:60000

Момент шестицилиндрового двигателя изменяется с частотой третьего порядка, т. е. эта частота втрое больше частоты вращения мин-1 и вычисляется по формуле



с-1

Минимально устойчивым оборотам соответствует частота



с-1

Другие частоты от неуравновешенных поступательных масс можно не учитывать ввиду малости их амплитуд.

Резервируем память для сохранения АЧХ по шести осям

>store am1 am2 am3 am4 am5 am6

В программе din частота меняется по линейной зависимости от времени. Коэффициент пропорциональности для удобства принят равным единице. Например, через 50 с от начала моделирования частота вынуждающей силы равна 50 с-1, поэтому диапазон моделирования совпадает с найденными частотами.

Проведем моделирование в диапазоне нерабочих частот 0 – 39 с-1.

>simu 0 39

Проведем моделирование в диапазоне рабочих частот 39 – 118 с-1 с достигнутыми значениями амплитудных характеристик

>simu 39 118-cont

Разбиваем экран на три строки

>split 3 1

Строим АЧХ поступательных координат

>ashow am1

>ashow am2

>ashow am3

Рисунок 24 - АЧХ поступательных координат центра масс дизеля


Строим АЧХ вращательных координат

>ashow am4

>ashow am5

>ashow am6


Рисунок 25 – АЧХ вращательных координат вокруг неподвижных осей

в диапазоне рабочих частот
Амплитудно-частотные характеристики показывают зависимость амплитуды колебаний (ордината) в зависимости от частоты вынуждающей силы (абсцисса).

Построенные графики АЧХ обнаруживают две резонансные частоты: 45 и 97 с-1. Интенсивность колебаний по координатам отличается приблизительно в 10 раз, что позволяет выбрать только одну опасную частоту. Потенциально опасной может быть частота 97 с-1, в которой работа дизеля нежелательна, поскольку приводит к «рысканию» - поворотной вибрации вокруг вертикальной оси и «галопированию» - поворотной вибрации вокруг горизонтальной поперечной оси.

Назначаем запретные зоны частот вращения дизеля. Ширина запретной зоны должна быть плюс-минус 10% от резонансной частоты.

Левая граница запретной зоны для шестицилиндрового дизеля



мин-1
Правая граница запретной зоны
мин-1


9 Оформление графической части проекта
Чертеж виброизолирующей опоры выполняется на листе А1 в двух согласованных проекциях. Пример выполнения чертежа на рисунке 26.

Пояснительная записка должна содержать титульный лист, задание на проектирование, схему опорных точек с координатами, эскиз виброизолятора с габаритами и присоединительными размерами, данные для моделирования на машине, результаты моделирования в виде графиков перерисованных с экрана, литературу.

Барановский А.М., Зуев А.К. Проектирование подвески двигателя внутреннего сгорания: Методические указания и задания для курсового проектирования по дисциплине уравновешивание и виброзащита для специальности 240500 «Эксплуатация судовых энергетических установок». - Новосибирск: НГАВТ, 2003. - 34 с.

Рисунок 26 – Оформление чертежа общего вида установки

Список литературы




  1. Беляковский Н.Г. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. - Л.: Судостроение, 1965. - 524 с.

  2. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний: Учебник для вузов. –М.: Высш. школа, 1980. –408 с., ил.

  3. Гаврилов М.Н. Захаров В.К. Защита от шума и вибрации на судах. - М.: Транспорт, 1979.-120 с.

  4. Гомзиков Э.А., Изак Г.Д. Проектирование противошумового комплекса судов.–Л.:Судостроение,1981. - 184 с.

  5. Лебедев О.Н., Калашников С.А. Судовые энергетические установки и их эксплуатация. - М.: Транспорт, 1987. - 336 с.

  6. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. /под ред. В.Н. Челомея - М.: Машиностроение, 1984. - т. 1 - 6.

Содержание
Введение 3

1 Принцип виброизоляции 3



2 Моделирование колебаний двигателя 5

3 Статические смещения виброизолированного дизеля 10

4 Динамические смещения виброизолированного дизеля 11

5 Выбор виброизолятора 11

6 Типы судовых двигателей применяемые на речном флоте 19

7 Расчетная часть курсовой работы 24

8 Работа на компьютере 27

9 Оформление графической части проекта 34

Список литературы 36



Учебное издание

Барановский Александр Михайлович

Зуев Анатолий Кузьмич




ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДВЕСКИ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ


Корректор Шустова Т.В.

Компьютерный набор Барановский А.М.

Нормоконтроль Егоров В.Г.

Ответственный за выпуск Ришко Ю.И.


Подписано в печать 17.11.2003 с оригинал-макета.

Бумага офсетная № 1, формат 60х84/8, печать трафаретная Riso.

Усл. печ. л. 4,3. Уч. - изд. л. 5, тираж 200 экз.

Заказ № , цена договорная.
Новосибирская Государственная академия водного транспорта (НГАВТ),

630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33.



Отпечатано в отделе оформления НГАВТ





1 Ускорения наиболее просто измеряются пьезоакселерометрами.

2 Цифра в обозначении программы должна соответствовать количеству опорных точек на одной стороне дизеля. Буква «с» обозначает наклонные виброизоляторы.

3 Это можно не делать, тогда будет видна полная картина затухающих колебаний дизеля.


<< предыдущая страница