Способ определения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошипно-ползункового механизма Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

0ui.f Изобретение относится к способам экспериментального определения собст венных частот крутильных колебаний копенчатоого вала кривошнпно-попзунко вого механизма например о/шопипинд ровых д1аигатзпей внутреннего сгорания компрессоров в т, п., и может найти тфимеиение на машиностроительных заводах, выпускающих ДВС, к( соры и т.п. Известен способ эксэтеркментального определения собственных частот крутнп ных колебаний коленчатого вала одно. шпиндров я о двлогатепя внутреннего сгорания путем возбуждения угловых колебаний коленчатого вала и измере ния параметров атих колебаний Е 3 Недостатком данного способа яв ляется значительная погрешность получаемьис результатов вследствие влияния приведенного к оси коленчатого вала момента инершга масс кривошипно п6лзункового механизма и массы вибровоэ будителя. Известен также способ определения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошипно 41опзункового механизма путем возбуж дения УГЛОВЫХ колебаний коленчатого вала пос юдством периодического во действия на него через упрушй элемент и измерения параметров этих колебаний 2 , Однако известный способ приводит к существйшому отличию реального спектра собственных частот системы от полученного экспериментом Цепь изобретения - повышение то ности экспериментального определения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошипно-ползункового механизма. Указанная гГель достигается тем, что согласно способу опред ения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошйпно-йолзувн кового механизма путем возбуждения . угловых колебакшй коленчатого вала посредством периодического возцействн на него через упругий элемент и измерения парамет ов этих колебаний, коленчатый вал устанавливают под углом 45 + 5° к оси ползуна мезсанизма, а периодическое воздействие через упругий элемент осуществляют на ползун, причем массу упругого элемента выбирают равной 0,08-0,1 массы ползуна. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий ВИД} на фиг. 2 - с&четие А-А на фиг. 1} на фиг. 3 - зависимость первой собственной частоты крутильных колебаний системьт от утла установки кривошипа и соотношения масс yiqjyroro элемента и ползуна. Устройство содержит неподвижное основание 1 с жестко присоединенным корпусом двигателя 2, в котором уст, новлен коленчатый вал 3 с маховиком 4 н муфггой сцепления 5. Кривошип 6 коленчатого вала 3 установлен под утломо 45 ± 5° к оси ползуна 7. Ползун 7 соединен ,с источником периодического воэбуждения, например вибростендом 8 упругим элементом 9 малой жесткости. Масса упругого 9 составляет 0,08-0,1 массы ползуна т,. Измерение параметров углош 1Х копебагасй коленчатого вала 3 ос; ествляется датчиком 10, нап{шмер,;, фотоэлектронного типа или вибродатчиком и регистриру1 шей аппаратурой (не показано). Устройство работает следующим образом. Периодическое возбуждение с постоя ной амплитудой о) и переменной частотой to передается через упругий эл&мент 9 и ползун 7 на кривошип 6, который возбуждает крутильные колебания коленчатого вала 3 с жестко со&диненньши махошком 4 и муфтой сцепления 5. Регистравдя колебаний проиэводится датчиком 10 и измерительной аппаратурой. По полученным резонаноным зонам определяют собственные частоты крутильных колебаний коле чатого вала. Приведенный к оси коле чатого вала инерции кривошипнс пси1зункового механизма периодкчеоки изменяется от минимума в нижнем О н верхнем Ж попож шях кривошипа до максимума при положениях кривошипа ЗТ/2 и 3/2./ (фиг. 2), что щятодит к существенному отличию реального спектра собственвь1Х частот системы отполученного экспериментом. В резушатате тесфетико-экспериме тальньЕх исследований установлено, что при положешЕи кривошипа 6 под углом 45 + 5° к оси ползуна 7 величина приведенного момента инерции механизма становится среднему знач&нию,что позволяет при исследованиях получаггь- средние значения собственных частот, которые шредеяяют резонансные состояния системы колезйатого вала, .т.е. повысить точность при их определении; Пределы намерения угла установки кривошипа Act ± 5 получены на основании графика (. 3 Установка кривошипа в указанных пределах приведет к ошибке определения . первой собственной частоты, не превышающей 5 %. Наличие упругого элемента малой жеоткости и массы, сосггавляк шей (0,08-О,1) массы ползуна, позвопяеп практически исключить влияние массы стола вибростенда S на спектр собственных частот системы, что дополнительно повышает точность способа. Пределы изменения соотношения Kfacc ynpyrorQ элемента и ползуна получены.н оснсжании графика (atХфиг. 3), где эв- ,nri,j- масса упругого элемента} Шп масба ползуна. Выбор массы упругого элемента в указанных пределах обеспечивает ошибку при определении первой собственной частоты, не пр& вышающую 1 %. При выходе из указанных интервалов в сторону увеличения яли уменьшения, точность регистрации спектра собственных частот крутильных колебаний системы будет существенно снижаться (фиг. 3). Предлагаемый способ позволяет увеличить точность определения первой Собственной частоты привода на 25 %, второй и третьей на 15-18%, чТо позволяет более точно выбрать инериисжные И жесткостные характеристики привода г тем самым ускорить в 1,5 ра.за доводку привода, отстраивания его от резонансных состояний.

СПОСЮБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КРУТИЛЬНЫХ bisT . d aSincot КОЛЕБАНИЙ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА кривошипна-ползункового МЕХАНИЗМА путем возбуждения угловых колебаний коленчатого вала посредством периодического воздействия на него через, упругий элемент и измерения параметров этих колебаний, о т л и ч а к щ и и с я тем, что, с пелью повыше кия точности, коленчатый вал устанавливают под углом 45 ± 5° к оси noj зуна механизма, а периодическое воздействие через упругий элемент осуществляют на ползун, причем массу упругого элемента выбирают, равной 0,080,1 массы ползуна. ffjff

2г,5 ffZf.f/Mf

о ,

. J