滑閥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)平衡計(jì)算

2013-09-14 吳林安臺(tái)州市星光真空設(shè)備制造有限公司

　　由于解析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，需要對(duì)位移關(guān)系式二次求導(dǎo)，求解過程復(fù)雜而又抽象，為此，本文著重介紹了一種新的方法避開復(fù)雜的二次求導(dǎo)，即根據(jù)速度多邊形、加速度多邊形直接列出速度、加速度的函數(shù)關(guān)系式，這種方法形象直觀，簡(jiǎn)單方便，不易出錯(cuò)。現(xiàn)以滑閥泵為例，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，然后介紹一種動(dòng)平衡方法，即計(jì)算出平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件在轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)一周內(nèi)沿轉(zhuǎn)軸的平鍵方向、以及垂直于平鍵方向的兩個(gè)平均慣性力，配重塊產(chǎn)生的離心力等于這兩個(gè)平均慣性力的合力時(shí)振動(dòng)最小。

　　滑閥泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音較大，泵的振動(dòng)影響真空系統(tǒng)的穩(wěn)定，縮短泵的壽命，并對(duì)環(huán)境造成污染。所以研制出振動(dòng)噪音小的滑閥泵，對(duì)于提高泵的質(zhì)量、擴(kuò)大泵的應(yīng)用有十分重要的意義。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的不平衡慣性力是引起滑閥泵的主要振動(dòng)之一，而滑閥構(gòu)件運(yùn)動(dòng)參數(shù)的分析是慣性力分析的基礎(chǔ)。

1、運(yùn)動(dòng)分析

　　滑閥真空泵的運(yùn)動(dòng)件有偏心輪軸、滑閥和導(dǎo)軌。偏心輪軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);導(dǎo)軌作擺動(dòng);滑閥作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，一端隨偏心輪作轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端隨導(dǎo)軌作擺動(dòng)。

　　1.1、滑閥泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與滑閥機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　如圖1 所示，偏心輪的偏心距為e ，軸(缸)中心A 與導(dǎo)軌的中心C 的距離為a，滑閥的質(zhì)心S 至滑閥環(huán)的旋轉(zhuǎn)中心B 為Ls, 近似認(rèn)為偏心輪軸作均勻的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其角速度為ω1。為了便于分析，用圖2 的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖來代替真實(shí)的滑閥運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖中有三個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，構(gòu)件1 為偏心輪，構(gòu)件2 為滑閥，構(gòu)件3 為導(dǎo)軌體。設(shè)滑閥環(huán)中心B 至導(dǎo)軌中心C 的距離為ρ,由余弦定理得，軸的任意轉(zhuǎn)角θ 時(shí)，

滑閥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)平衡計(jì)算

滑閥泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖與滑閥機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖1 滑閥泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 滑閥機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖

結(jié)束語

　　用本文介紹的方法建立速度、加速度的函數(shù)關(guān)系式，與傳統(tǒng)的解析法相比，形象直觀，簡(jiǎn)單方便，不易出錯(cuò)，最重要的是避開了復(fù)雜函數(shù)的求導(dǎo)。其他機(jī)構(gòu)的計(jì)算也可用類似的方法。用平均法平衡與諧波平衡法相比，可以避免計(jì)算多階諧波慣性力，使算法大為簡(jiǎn)化。與綜合優(yōu)化平衡法相比，由于優(yōu)化算法，要用到計(jì)算機(jī)編程，這是一般機(jī)械設(shè)計(jì)人員的弱項(xiàng)。而且，滑閥泵僅僅在軸上零件加配重塊，無法在其他構(gòu)件上加配重塊，也不能用其他機(jī)構(gòu)來平衡慣性力，故滑閥泵最適合用平均法平衡。