Действие сил на фундамент машины

Действие сил на фундамент машины [c.399]

Рис. 13.1. К расчету действия сил на фундамент машины

Действие гармонической вынуждающей силы. Обратимся теперь к решению основного дифференциального уравнения (5.6) и начнем со случая, когда обобщенная вынуждающая сила изменяется по гармоническому закону. Такова, например, переменная сила, передаваемая на фундамент машиной с неуравновешенным ротором (рис. 5.4). При надлежащем выборе начала отсчета времени этот закон можно записать в виде [c.106]

Наибольший эффект уравновешивания достигается при условии, когда массы звеньев подобраны и распределены таким образом, чтобы при работе механизмов машины их центры масс были неподвижны и центробежные моменты инерции звеньев относительно осей вращения были равны нулю, а относительно других осей — постоянны. При этом сумма проекций всех сил инерции на координатные оси и моменты сил инерции относительно этих осей равны нулю, а сумма количеств движения постоянна. Выполнение этих условий свидетельствует о полной уравновешенности агрегата. Не все механизмы могут быть полностью уравновешены, но выполнение этого условия требует последовательного решения задач уравновешивания сил инерции звеньев шарнирно-рычажных механизмов, сил инерции вращающихся масс звеньев, сведения до минимума изменения сил, действующих на фундамент. [c.352]

Силы, действующие на стойку механизма, вызывают вибрации фундамента машины. Наложение колебаний фундамента на собственные колебания звеньев механизмов приводят к совпадению частот и возникновению резонансных режимов работы. В этих условиях механизм становится неработоспособным из-за нарушения точности работы, роста амплитуд колебаний и динамических нагрузок. Для предотвращения возникновения резонансных режимов работы в механизмы вводят успокоители колебаний — демпферы, создающие силы сопротивления движущимся деталям и расходующие энергию колебательного процесса, способствуя затуханию колебаний (см. гл. 24). [c.360]

Кроме значений неуравновешенных сил, можно рассчитать величины неуравновешенных моментов. Применительно к нашему случаю имеется неуравновешенный момент Му, значение которого можно рассчитать, пользуясь способом проф. Н. Е. Жуковского. При этом учитывают не только силы инерции и силы тяжести, но и все остальные силы, действующие в машине. Если геометрически просуммировать значения неуравновешенных сил по осям координат х и 2 (рис. 13.5, а, б, в), то общая неуравновешенность сведется к воздействию на станину и фундамент машины неуравновешенной силы и момента. Значения Л4н и зависят от изменяемости центробежных моментов инерции Jxy и которые в свою очередь зависят от симметричности механизма относительно продольной плоскости симметрии. Если массы всех звеньев находятся на одинаковом расстоянии от плоскости симметрии, то моменты сил, развиваемых правой стороной механизма, поглощаются моментами левой стороны и центробежные моменты инерции постоянны, в силу чего Мн и Л4и =0. [c.405]

Такой подход к отдельным машинам индивидуального изготовления можно считать оправданным. Однако он неприемлем при крупносерийном производстве, когда контроль вибрационных характеристик машин необходимо осуществлять на сдаточных заводских стендах. Так как большинство действующих требований и норм по ограничению вибрации одновременно распространяется на различные машины, в том числе и на одинаковые машины, устанавливаемые на различные фундаменты, необходимо создавать условия испытаний, которые позволяли бы получать объективные вибрационные характеристики. Для этого при установке машины на амортизаторы должна обеспечиваться такая частотная расстройка вынужденных и собственных колебаний, которая не вносила бы существенных резонансных искажений в амплитудные характеристики. В большинстве действующих нормативов выдвигаются требования к частотной расстройке, при которых частота свободных колебаний / . машины, установленной на амортизаторы, должна в 2—4 раза быть ниже частоты возмущающей силы / основного рабочего процесса машины (числа оборотов в секунду). [c.28]

Расчет фундамента обычно ограничивается определением собственной частоты колебаний фундамента и вычислением амплитуды колебаний вне области резонанса. Напряжения в фундаменте, вызванные действием его собственных сил инерции и силами инерции установленной на нем машины, обычно не Q( вычисляются. Основание блока или плиты обычно считается абсолютно жестким. Статический расчет фундамента часто ограничивается вычислением лишь так называемой эксцентричности фундамента, т. е. проверкой условия, чтобы центры тяжести фундамента и площади его основания лежали на общей вертикальной прямой, а также определением удельного давления на грунт. Для силового расчета необходимо знать коэффициенты жесткости пружинящих элементов, например, винтовых пружин, резиновых прокладок и т. п., моменты инерции и центробежные моменты фундамента и укрепленных на нем машин. Ввиду того, что аналитическое вычисление коэффициентов жесткости обычно является неточным, оно по возможности заменяется опытными замерами. [c.166]

При движении машины ее части подвергаются действию не только сил непосредственно приложенных, но и сил, развивающихся при самом процессе движения и обусловливаемых самим фактом существования движения. Этими силами являются силы инерции. Поэтому в динамике машин затрагивается также вопрос о силах инерции, развивающихся в частях машин во время хода, и вопрос о дополнительных напряжениях в них от этих сил. Силы инерции через части машины передаются на ее раму и фундамент и вызывают его сотрясение и неспокойный ход машины — вибрацию. В главе об уравновешивании сил инерции рассматривается вопрос об устранении этого вредного влияния на фундамент, а при невозможности полностью устранить это воздействие указываются способы определения необходимой массы фундамента исходя из условия, чтобы вибрация машины не превзошла допускаемых границ. [c.5]

Силы С и К, передаваясь на вал, будут загружать его добавочно на изгиб (динамическая нагрузка). Действие этих сил, переданное через вал, испытывают и подшипники вала. Силы С и К, как связанные со звеном, будут вращаться с угловой скоростью звена, поэтому их воздействие на вал и подшипники будет переменного направления. Нагрузка такого типа вообще очень нежелательна, так каж она будет способствовать возникновению вибрации как самого вала (поперечные колебания — при недостаточной поперечной жесткости вала), так и фундамента машины, передаваясь на него через подшипники. Момент М- , не отражаясь на подшипниках, [c.79]

Силы инерции звеньев машины, которыми учитывается динамический эффект движущихся масс звеньев, наряду с силами не инерционного характера (силами веса, движущими силами и полезными и вредными сопротивлениями), загружают сочленения машины и в конце концов через эти сочленения и сами звенья передаются на раму машины и фундамент. В самих звеньях машины силы инерции вызывают добавочные напряжения (так называемые динамические напряжения) (пп. 15, 16, 17), которые в быстроходных машинах во много раз могут превосходить основные статические напряжения от действия сил полезных и вредных сопротивлений, движущих сил и сил веса. [c.158]

Вызывая в кинематических парах добавочное давление, силы инерции повышают трение в сочленениях и тем снижают к. п. д. машины. Силы инерции, как правило, являются переменными факторами как по величине, так и по направлению. Поэтому, действуя на валы и другие передаточные части машины, они могут вызывать при недостаточной их жесткости нежелательное явление вибрации (например, крутильные и поперечные колебания валов), а передаваясь на раму и фундамент — вибрацию рамы и фундамента машины (пп. 21 и 23). В результате получается неспокойный ход машины, влияние которого при недостаточной изолированности фундамента машины может передаться стенам здания и междуэтажным перекрытиям. [c.158]

К учету воздействия машины на фундамент можно подойти и другим путем, не рассматривая действия сил инерции. [c.158]

Задача уравновешивания машины обыкновенно ставится и решается только в направлении возможного уменьшения действия переменного фактора в главном векторе Вф сил, передающихся на фундамент, каковым является главный вектор [c.165]

В 1937 г. Е. А. Соловьев [Л. 17] на основе предыдущих исследований опубликовал систематизированный способ расчета и временную инструкцию по проектированию фундаментов для турбогенераторов, состоящую из двух частей проверки на резонанс и расчета на прочность. При этом расчет на прочность производился путем введения дополнительных нагрузок, равных четырех- или двукратному весу машины, в зависимости от направления действия сил. После этого последовал ряд работ, в том числе [c.11]

Периодические движения различных деталей двигателей, станков и других машин и механизмов приводят, независимо от характера внешних сил, к возникновению периодически изменяющихся инерционных усилий, действующих как на сами движущиеся детали машины или механизма, так и на станины, фундаменты или конструкции, связанные с машиной. Эти инерционные усилия рассматриваются как внешние при определении внутренних усилий взаимодействия между частицами тела. Внешние силы, действующие на детали или на конструкцию в целом, также могут изменяться периодически так действует давление горючей смеси на поршень, стенки и дно цилиндра в двигателях внутреннего сгорания, сопротивление штампуемой массы на рабочие органы штамповочных машин и молотов и т. п. Колебания, приводящие к появлению периодически меняющихся напряжений, могут возникнуть вследствие взаимодействия упругого тела с окружающей средой крыло самолета, лопатка турбины, гребной винт судна, движущиеся поступательно относительно жидкой или газообразной среды, приходят при некоторых условиях в колебательное движение вследствие автоматического изменения угла атаки, инициируемого сопротивлением среды при наличии восстанавливающих упругих усилий колеблющегося тела. К такому типу движений, входящих в класс так называемых автоколебаний, относятся и колебания мостов, мачт, градирен, проводов в воздушном потоке. Периодически изменяющиеся напряжения в телах могут возникнуть также при периодическом изменении температурных и лучевых полей. [c.288]

Распределенные нагрузки действуют на сравнительно большой плош ади. Например, сила давления машины на фундамент передается через всю площадь соприкосновения. [c.156]

В гидравлическом прессе-машине статического действия работа совершается в основном за счет энергии давления жидкости. Статический характер приложения усилия в гидравлических прессах обусловливает очень важную особенность их работы силы, возникающие в прессе, замыкаются внутри него, не передаются на фундамент. Последний воспринимает лишь собственную тяжесть пресса и должен быть рассчитан только на его массу, в то время как фундаменты молотов, например, должны рассчитываться на энергий) удара молота. [c.123]

В результате движения звеньев механизма с переменными скоростями на каждое из них будет действовать сила инерции, вызывающая появление дополнительных динамических давлений на элементах кинематических пар. Эти динамические давления передаются фундаменту или раме машины (например, подмоторной раме самолета, раме тепловоза и др.) и уравновешиваются соответствующими реакциями. Силы инерции звеньев в механизме переменны, и их проекции на оси координат представляют собой сложные периодические функции, имеющие период, равный времени одного оборота кривошипа. [c.545]

При уравновешивании сил инерции во многих случаях должно быть известно положение центра тян<ести механизма для каждого из положений начального звена. Полагая массу механизма сосредоточенной в центре тяжести, можно найти равнодействующую сил инерции звеньев механизма как произведение массы механизма и ускорения его центра тяжести. Если считать, что силы инерции звеньев приложены в их центрах тяжести, а следовательно, их равнодействующая приложена в центре тяжести механизма, то этим не учитываются моменты сил инерции, которые также оказывают известное влияние на,фундамент. Во многих случаях пренебрежение влиянием моментов сил инерции на фундамент оправдывают тем, что на последний, кроме этого, оказывают влияние моменты сил движущих и сил сопротивления, которые складываются с неуравновешенными моментами сил инерции. При этом может оказаться, что уравновешивание моментов сил инерции, действующих в той же плоскости, что и моменты сил движущих или сил сопротивления, не уменьшат, а, наоборот, увеличат воздействие машины на фундамент. Что касается уравновешивания моментов сил инерции, действующих в перпендикулярных к первым плоскостям, то их уравновешивание безусловно полезно, [c.563]

Сжатие — это деформация, характеризуемая уменьшением объема тела под действием сдавливающих его сил. Сжатие испытывают колонны, на Которые опираются своды, фундаменты машин, котлов и др. [c.10]

Фундамент машины отличается от других сооружений главным образом тем, что на него действуют подвижные, динамические силы, т. е. силы, быстро изменяющиеся во времени. Эти силы вызывают колебательные движения и, таким образом, основная задача состоит в том, чтобы путем выбора конструктивного решения, целесообразного с точки зрения технической динамики, уменьшить колебания фундамента, а следовательно и машины, и передачу этих колебаний на окружающие сооружения. [c.8]

Фундамент машины является колебательной системой (массив на упругих опорах, какими являются, например, грунт, сваи, несущие конструкции, виброизоляторы) и поэтому имеет определенные частоты собственных колебаний, зависящие от массы фундамента и жесткости опор. Если частота собственных колебаний фундамента совпадает с частотой возмущающей силы (для инерционных сил первой гармоники—с число.м оборотов машины для высших гармоник — с числом оборотов, увеличенным в целое число раз), то возникает резонанс возмущающие силы машины, действуя в такт собственным колебаниям, вызывают повышенные амплитуды колебаний фундамента и могут быть причиной появления недопустимо высоких напряжений. По- [c.10]

Фундамент машины массы от, — 102-10 кг, установленный на упругом грунте, совершает вертикальные вынужденные колебания под действием вертикальной возмущающей силы, меняющейся по закону r = 98sin oi кН. С целью устранения резонансных колебаний, обнаруживающихся при угловой скорости вала машины ш = [c.427]

Силы 5-й группы, если рассмалривать механизм в целом, не выделяя отдельных его частей, являются внутренними. Эти силы представляют собой реакции на действие активных сил. Реакцией будет также и сила (или момент), с которой основание (фундамент) машины действует на ее корпус (т. е. на стойку механизма). Реакции наперед неизвестны. Они зависят от активных сил и моментов и от ускорений звеньев механизма. [c.141]

Амортитрующее устройство. На основе поведения колебательных систем, находящихся под внешним воздействием, можно проанализировать действие амортизирующих колебательных устройств. Обычно основное назначение амортизаторов состоит в том, чтобы уменьшить силу давления на фундамент или другую опору со стороны некоторой периодической силы (например, вибрирующих машин, станков, двигателей внутреннего сгорания и т. д.). [c.87]

Под действием сил инерции Р , развивающихся при движении звеньев машины, сил тяжести этих звеньев О, а также полезных усилий Р .с. возникают реактивные усилия и моменты фундамента. Уравнения рав-н.овесия машины на фундаменте можно получить в виде системы скалярных уравнений или же заменить уравнения проекций сил и моментов векторными уравнениями геометрической суммы сил и моментов. [c.399]

Значительно большим быстродействием обладают активные системы амортизации, в которых источниками дополнительной силы являются электродинамические вибраторы. На рис. 7.21 представлены две схемы активной амортизации, отличающиеся способом крепления вибратора [114, 130]. В первой из них корпус вибратора 1 жестко крепится к машине 2, установленной через амортизаторы 3 на фундаменте 4. При такой установке наряду с силой / , действующей на фундамент со стороны вибратора, возникает сила —Д противоположного направления, дей- Рис 7 20. [c.239]

Отметим, что проектирование систем активной амортизации сопряжено с использованием достаточно мощных источников энергии и синтезом цепей управления, реализующих нужные амплитудные и фазовые характеристики- Реальные датчики сил или перемещений (скоростей, ускорений), усилители и вибраторы являются сложными колебательными системами со многими резонансами. Поскольку при переходе через резонансную частоту сдвиг фаз между силой и смещением изменяется на величину зт, фазово-частотные характеристики реальных систем амортизации являются сложными и трудно контролируемыми функциями, изменяющимися в интервале [О, 2я]. В практических условиях сделать их близкими к требуемым характеристикам удается только в ограниченной полосе частот. Вне этой полосы могут иметь место нежелательные фазовые соотношения, приводящие к. увеличению виброактивности машины it дaн e к самовозбуждению всей системы. Пусть, например, в соотношении (7.35) коэффициент Kj принимает положительное значение. Это значит, что на некоторых частотах фазовая характеристика цепей обратной связи принимает значение О или 2п. На этих частотах сила /а оказывается в фазе с силой /2, общая сила /ф, действующая на фундамент, увеличивается и виброизоляция становится отрицательной. Вместо отрицательной обратной связи на этих частотах имеет место по-лолштельная обратная связь. Если при этом коэффициент Kj бу- [c.242]

Есть еще одно обстоятельство, делающее симметричные схемы крепления машины менее виброактивными, чем несимметричные схемы. Оно связано с излучением вибрационной энергии в фундамент и прилегающие конструкции. Различные формы сил, приложенных к фундаменту, дают неодинаковые потоки энергии. Так, в простейшем случае двух опор на фундамент действуют две силы и величина потока энергии, обусловленного этими сил1ами, зависит от того, находятся они в фазе или нроти-вофазе. На невысоких частотах, когда длина волны в опорной конструкции велика но сравнению с расстоянием между опорами, поток энергии для сил в фазе значительно превосходит поток энергии для тех же сил, но приложенных в противофазе. В последнем случае малый поток энергии обусловлен взаимной компенсацией вибраций, возбуждаемых противоположно направленными силами. [c.251]

Последняя особенность вызывает необходимость определения реакций на опорных площадках при отсутствии блока изоляции. При существующих методах определения усилий (см. гл. IX) эта задача может быть решена экспериментально. Расчет матрицы эффективности можно произвести, располагая матрицей перемещений опорных площадок фундамента при непосредственной установке объекта на фундамент или матрицей перемещений опорных площадок свободного объекта при действии внешних сил (подвешенного, например, на достаточно гибких тросах). В этих случаях матрицы (VIII.64) преобразовываются с использованием изложенной общей методики. Естественно, что определение реакций или перемещений опорных площадок фундамента является более предпочтительным, когда объектом являются работающие двигатели или машины, а во многих случаях и единственно возможным с технической точки зрения. [c.371]

При проектированип фундаментов необходимо стремиться, чтобы центры тяжести фундамента и машины находились на одной вертикали. Выполнение этого требования является мерой борьбы с появлением неравномерных осадок фундаментов. Величина эксцентриситета не должна превышать 3—5 % от размера той стороны подошвы, в направлении которой действуют горизонтальные возмущающие силы при работе машины. [c.333]

При этом силы инерции 5 считаются положительными, если они направлены от оси кривошипа к внутренной мертвой точке силы инерции Sy положительны, если они направлены от кривошипа О к шейке кривошипа /с, т. е. при ф = 90 . Положительный момент сил инерции Mq направлен по ходу врашения кривошипа. Движущие силы и момент движущих сил имеют обратное направление. Силы инерции Sy и момент Mq являются теми нагрузками, которые от механизма кривошипа через станину машины действуют на фундамент. Они являются основными причинами неспокойной работы машины. Дальнейшие главы посвящены вопросу устранения этого воздействия. [c.133]

Если пренебречь влиянием грунта, на котором установлен фундамент, реактивное сопротивление которого главным образом и служит для уравновешивания постоянных сил, действующих на машину (силы веса, натяжения ветвей ременного или текстропного привода), то этими переменными внешними силами, приложенными к раме со стороны фундамента, будут силы инерции самого фундамента. Следовательно (на основании принципа действие равно противодействию ), сам фундамент должен будет двигаться и двигаться так, чтобы общий центр тяжести системы машина—фундамент оставался неподвижным, как в изолированной системе. Таким образом, к учету воздействия машины на фундамент можно подойти с точки зрения закона движения центра тяжести. [c.159]

В кривошипно-шатунном механизме действуют как внутренние, так и внешние силы. Внутренние силы вызываются давлением газа, пара или жидкости в рабочем пространстве машины (в цилиндре) и в двигателях создают крутяш,ий момент на валу (в ведомых машинах, наоборот, крутящий юмеит создает давление). Внешние силы — это силы инерции отдельных частей кривошипно-шатунного механизма. Эти силы и возбуждаемые ими моменты передаются на станину (раму) машины и на фундамент и являются причиной вибраций. Если эти вибрации опасны, они должны быть погашены или снижены до допустимой, безопасной величины путем уравновешивания кривошипно-шатунного механизма. Вредное влияние вибраций обычно сказывается тем сильнее, чем быстроходнее машина, чем. меньше масса и жесткость станины и чем меньше фундамент машины. [c.526]

Действия сил в механизмах. Движение механизма не может совершаться без действия на него в н е ш и и х с и л, т. е. без взаимодействия частей механизма с телами, не входящими в состав механизма. Кроме силы веса, действующей на каждую частицу каждого звена и представляющей взаимодействие частицы с землёй, внешние силы обычно действуют только на некоторые звенья механизма и распределены по поверхности соприкосновения того или другого звена с внешними телами. Таково действие пара на поршень паровой машины или на лопатки паровой турбины, действие газа на поршень в двигателе внутреннего сгорания и т. п. В электрических машинах роль внешнего тела играет электромагнитное поле, представляющее взаимодействие тока в обмотке ротора (вращающегося звена) с током в обмотке статора (неподвижного звена). В этом случае существует двустороннее действие внешних сил электромагнитного поля на ротор и на статор. Такое же двустороннее действие наблюдается и в других случаях пар действует не только на поршень, но и на крышку цилиндра паровой машины. Действие на неподвижное звено обычно уравновешено связями его с фунда-ментохм, а следовательно, и с землёй. В транспортных машинах, как не имеющих фундамента, действие внешних сил трансформируется в перемещение самой машины. [c.19]

Часть вторая, посвященная динамическому анализу механизмов, начинается с изложения силового анализа механизмов. Рассматриваются силы, действующие на звенья механизма, их физическая природа и методы их определения и учета при силовом расчете механизмов. В этой же части рассматриваются и вопросы уравновешивания механизмов на фундаменте и уравновешивание вращающихся масс. Далее рассматриваются вопросы энергетических характеристик механизмов и определение коэффициентов полезного действия типовых механизмов. В главе, посвященной исследованию движения механизмов машинного агрегата, рассмотрены графочисленные и приближенные методы [c.10]

Подкладки, пружинящие и заглушающие колебания. Между машиной и фундаментом часто располагают пружины и другие упругие подкладки, которые дают большую свободу машине и соединенному с ней фундаменту, чем одному только фтадаменту, что позволяет лучше использовать инертное сопротивление машины и тем уменьшить возникающие силы. На статическую нагрузку машин (вес машины, натяжение закрепляющих винтов) налагается интересующая нас динамическая нагрузка, обусловливаемая силами. Такие подставки могут действовать, как вполне упругие пружины однако может получиться и уничтожение энергии движения благодаря внутреннему трению. В первом случае изменение формы пропорционально и одинаково направлено с силой. Во втором случае сжатие отстает от силы на фазу i и часть работы изменения формы превращается в тепло. Работа такого материала может быть охарактеризована взаимным положением вектора силы Р и вектора d, определяющего изменение формы (фиг. 34). Компонента d в направлении силы является упругой частью изменения формы, тогда как компонента, к ней перпендикулярная, измеряет энергию, превращенную в тепло. Упругое изменение формы при конструкциях пружин рассчитывается сообразно роду постройки. При плоских подкладках она получается из размеров и из модуля упругости в качестве подкладки наиболее пригодны вещества с небольшим модулем упругости, как-то резина, дерево, пробка, кожа, войлок и т. п. Существенно, чтобы упругость все время сохранялась, как это имеет место для хорошей резины, в то время как войлок и другие пористые вещества, особенно при высо- [c.517]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...