Инерция и накопление энергии

Глава III ИНЕРЦИЯ И НАКОПЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ [c.90]

Анализ действующих усилий показал, что процесс замыкания тормоза разделяется на два этапа первый — от момента выключения тока до соприкосновения колодок со шкивом, и второй — от начала касания колодками шкива до установления полной величины тормозного момента [10], [11 ]. Первый этап характеризуется накоплением рычагами кинетической энергии, а второй — переходом этой кинетической энергии в потенциальную энергию упругой деформации тормозной накладки и других элементов тормоза. Для рассмотрения закономерностей движения рычагов тормоза ТК ВНИИПТМАШа в первом этапе процесса замыкания составлялись дифференциальные уравнения движения для обоих рычагов эти рычаги обладают резко отличающимися значениями моментов инерции (вследствие расположения электромагнита непосредственно на одном из рычагов), но одинаковым воздействием на них усилий основной и вспомогательной пружин. При анализе составленных уравнений было установлено, что движение рычагов с электромагнитом происходит более медленно, чем рычага без электромагнита, вследствие различия в их моментах инерции, и колодки касаются шкива не одновременно. Для тормозов со шкивами диаметром от 100 до 300 мм время прохождения зазора рычагом с электромагнитом примерно в 2—3 раза больше времени прохождения такого же зазора рычагом без магнита. Это время является функцией установленного зазора и усилия пружин. [c.87]

Выше уже отмечалось, что ведущее и ведомое звенья роликового механизма свободного хода движутся циклически. Полный цикл движения механизма свободного хода можно разбить на четыре основных периода процесс заклинивания, заклиненное состояние, процесс расклинивания и свободный ход. Процесс заклинивания начинается при условии, когда угловая скорость звездочки становится больше угловой скорости обоймы ((О1 ]> ( 2) и сопровождается закатыванием ролика в более узкую часть пространства между обоймой и звездочкой. Этот период характеризуется появлением сил нормального давления и сил трения сцепления между обоймой и звездочкой, потерей энергии на трение качения ролика по рабочим поверхностям и накоплением потенциальной энергии деформации. При перекатывании между рабочими поверхностями в направлении заклинивания ролики деформируются и при движении нормальные давления смещаются на величину и к (рис. 37). Сам процесс заклинивания следует подразделить на две фазы начальную, когда ролики закатываются и находятся в относительном движении, и конечную, когда ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии между ними. В начальной фазе при а > ролики под действием ведущего звена затягиваются и движутся неравномерно. В этот период силы инерции действуют на ролики, поэтому они находятся в состоянии динамического заклинивания. В конечной фазе, когда (о становится равной 2, ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии. В этом случае ролики не испытывают дополнительного действия относительных сил инерции и находятся под действием только сил инерции переносного движения. При равномерном вращении механизма ролики находятся в состоянии статического заклинивания. [c.27]

Работает инерция только в том случае, когда массивное тело движется с ускорением. Ускорение это может быть положительным, тогда тело накапливает в себе кинетическую энергию, или отрицательным, тогда тело выделяет накопленную энергию для совершения работы. И если иногда говорят, что, совершая работу, тело движется по инерции , то это лишь, так сказать, дань традиции ведь движение по инерции — это движение без ускорения, когда телу ничего не мешает свободно двигаться, когда оно не совершает никакой работы. А при ускоренном движении используется свойство инерции, свойство сопротивляться изменению скорости как по величине, так и по направлению. Свойство очень ценное для работы многих машин п механизмов (и даже живых организмов). Рассмотрим использование инерции при ускоренном движении машин, и прежде всего транспортных. [c.53]

Маятник разгоняется, преодолевая инерцию, накапливает кинетическую энергию. Затем в течение второй половины хода он движется замедленно и отдает накопленную им энергию. Энергия эта воспринимается ведущим валом через усилие на другом шатуне 10 и опять через обгонную муфту. Кривошип на валу 1 через шатун 2 и шарнир 11, связывающий шатун 2 с балансирным рычагом 3, сообщает вынужденное колебательное движение маятнику. Динамическая же реакция от сопротивления маятника этому знакопеременному ускоренному движению передается через шатуны и обгонную муфту ведомому валу в виде крутящего момента. [c.83]

С уменьшением внешних сопротивлений скорость возрастает, ускорение положительно, а поэтому динамический момент также положителен, т. е., с возрастанием скорости энергия привода расходуется на преодоление внешних сопротивлений и на накопление энергии в движущейся системе. Таким образом, привод как бы выравнивает приведенное к его выходному звену сопротивление с одновременным снижением скорости при возрастании внешнего сопротивления и ее увеличением при снижении последнего. Такая приспособленность привода к условиям его нагружения будет тем больше, чем больше момент инерции вращающихся масс привода и чем меньше первая производная / = dT/da, называемая жесткостью механической характеристики привода. Характеристики с высокими значениями этой величины называют жесткими, а с низкими значениями - мягкими. Степень жесткости механической характеристики определяется, прежде всего, типом двигателя. Жесткость / может быть понижена за счет включения в состав привода дополнительных устройств, в частности - гидротрансформатора (см. п. 2.16). [c.25]

Перемещение баланса будет происходить под воздействием сил, возникших в спирали при повороте баланса. Поворачиваясь под воздействием сил спирали, баланс будет двигаться с увеличивающейся скоростью, стремясь к положению равновесия. В своем движении баланс будет наращивать силу инерции движения и, достигнув положения равновесия (начального положения), пройдет его с наибольшей скоростью. С прохождением положения равновесия пружина полностью расходует накопленную энергию сопротивления, движение баланса за положение равновесия будет происходить под действием накопленной силы инерции, которая теперь сама будет закручивать или раскручивать спираль (в зависимости от начальной фазы). [c.11]

Маховик пресса предназначен для накопления кинетической энергии. Обод маховика изготовляется утолщенным (массивным) для создания большого момента инерции. Во время штамповки маховик отдает часть накопленной энергии и снова восстанавливает ее с помощью электродвигателя. Потери числа оборотов маховика в нагрузке до 15—20%. [c.34]

Далее, так как нам известны массы и моменты инерции всех звеньев механизмов машины кроме момента инерции махового колеса, величину которого мы и должны найти, то нами может быть определено только изменение А/ приведенного момента инерции звеньев механизма (см. формулу (17.18)). Таким образом, не зная момента инерции маховика и величины кинетической энергии, накопленной механизмом или машиной за время их разбега, нельзя построить диаграмму Т = Т (ф), а можно построить только диаграмму АТ = АТ (ф). Переменную величину АУд определяют по заданным моментам инерции и массам звеньев с помощью планов скоростей механизмов (см. 70). [c.380]

Итак, часто движением по инерции неправильно называют такое движение, когда па движущуюся материальную точку (тело) не действуют движущие силы, а действуют только силы сопротивления, и движение происходит за счет накопленной кинетической энергии. Например, при движении автомобиля с отсоединенным двигателем накатом движущие силы, создаваемые ведущими колесами, от- [c.53]

По своему устройству винтовые кузнечные машины весьма разнообразны. Однако для всех типов этих машин характерно использование, кроме энергии поступательного движения, также и энергии вращательного движения. Например, под действием силы Р1 (рис. 2.69) или момента М = Р Р маховик 1 приводится во вращательное и поступательное движение вместе с закрепленным в нем винтом 2. Величина энергии, накопленной маховиком и винтом при вращении, выражается через момент инерции У и угловую скорость со [c.95]

Маховик необходим для накопления кинетической энергии в течение рабочего хода и вращения коленчатого вала во время вспомогательных тактов, вывода поршня из мертвых точек и уменьшения неравномерности вращения вала. Он обеспечивает устойчивую работу двигателя при трогании трактора или автомобиля, а также при кратковременных его перегрузках. Маховик 5 (см. рис. 2.17, а) отливают из серого чугуна, на его ободе для увеличения момента инерции располагают основную массу металла и напрессовывают зубчатый венец 9 для прокручивания коленчатого вала при пуске двигателя от стартера или пускового двигателя. [c.37]

Для остановки поезда выключают тяговые двигатели локомотива, но он продолжает двигаться по инерции за счет накопленной кинетической энергии и до полной остановки проходит значительное расстояние. [c.4]

При некотором недоходе до крайнего нижнего положения кулачная планка 7, укрепленная на ползуне, нажимает на конечный выключатель (КВ) 4 и выключает левый электромагнит золотника 5 последний под действием собственной пружины возвращается в среднее положение, переключая обе полости цилиндра 17 на слив. Освобожденная пружина 16 также возвращает поршень 18 в среднее положение. Приводной вал устанавливается так, что диски не касаются маховика. Главный исполнительный механизм продолжает движение по инерции за счет накопленной кинетической энергии. Давление в рабочей полости цилиндра 27 падает, но тормоз не включается, так как при ходе ползуна вниз ролик 26 на левом штоке поршня 25 набегает на кулачную планку 29, что и удерживает тормозные колодки отжатыми. [c.339]

Для остановки поезда выключают тяговые двигатели локомотива, но он продолжает двигаться по инерции за счет накопленной кинетической энергии и до остановки проходит значительное расстояние. Чтобы яснее представить этот процесс, определим кинетическую энергию кин поезда массой Л1 = 3500 т, движущегося со скоростью Уо==72 км/ч=20 м/с [c.5]

Так как момент инерции махового колеса неизвестен, то диаграмма энергомасс, т. е. диаграмма Т == T J ), устанавливающая связь между кинетической энергией Т и полной величиной приведенного момента инерции J звеньев мех анизма, не может быть построена изменение приведенного момента инерции AJn звеньев механизма по заданным моментам инерции и массам всех звеньев механизма, кроме момента инерции маховика, может быть определено. Таким образом, не зная полной величины приведенного момента инерции Уп и величины Тр кинетической энергии, накопленной машиной за период разбега, нельзя построить диаграмму Т = = Т (ср) однако по заданным диаграммам Мп. д == Мп, д ( f) и Мп. с = = Мп. (tp) изменения приведенных момента М . д движущих сил и момента Мп. с сил сопротивления можно построить диаграмму [c.391]

АККУМУЛЯТОР (лат. a umulator — собиратель) — устр. для накопления энергии с целью ее последующего использования. В механических А. используют упругость пружины (в том числе, например, упругость газа), силу тяжести и инерцию звеньев. [c.12]

Инерционный импульсный м. на сх. б выполнен в виде параллелограмма AB D. При повороте звена AD с угловой скоростью oj вследствие инерционной связи (звенья D и ВС) стремится повернуться звено АВ в том же направлении (см. Упруго-инерцидн-ная муфта). При достаточной величине инерционной связи,, обусловленной величиной скорости (Oj, преодолевается момент Сопротивления Т , и звено АВ поворачивается в сторону oj , движение через упругий м. свободного хода 5 (сх. в) передается на выходной вал 6 (на сх. в звено ЛО обозначено 1, звено АВ— 5).. Накопленная энергия движущихся звеньев расходуется на преодоление момента сопротивления,. звено АВ замедляет свое движение, а затем стремится повернуться в обратном направлений. Вращению звена ЛВ в направлении момента сопротивления препятствует м. свободного хода 4. За время торможения звена АВ накапливается энергия перемещаемых звеньев. Момент сил инерции достигает величины, достаточной для инерционной связи звеньев. [c.109]

К нижнему торцу ползуна прикреплена подштамповая плита с Т-образными пазами для установки и крепления верхнего штампа (см. рис. 14.5). В центральном гнезде ползуна шарнирно нижним концом закреплен винт 8, который имеет неса-мотормозящую пятизаходную резьбу с наружным диаметром 630 мм профиль поперечного сечения резьбы имеет вид неравнобокой трапеции. Винт при перемещении вращается в гайке 10, которая установлена в гидростатических подшипниках. Гайка может быть неподвижной, а может вращаться как в направлении вращения винта, так и в противоположном. Для этого предусмотрена зубчатая передача 7 между маховиками винта и гайки. Вращение гайки в противоположную сторону по отношению к винту, по мнению конструкторов, должно разгрузить фундаментные болты от восприятия поворотного момента при деформировании заготовки. Винт и гайка оснащены маховиками 6 9, что увеличивает их моменты инерции и обеспечивает большее накопление кинетической энергии вращательного движения (накапливает энергонасыщенность пресса на единицу массы подвижных частей). В маховике винта установлен фрикционный предохранитель пресса от перегрузки по предельному крутящему моменту. [c.357]

Для большинства машин и приборов колебания скоростей звеньев допустимы только в пределах, определяемых коэффициентом неравномерности движения б (см. гл. 22). Для ограничения этих колебаний в границах рекомендуемых значений б регулируют отклонения скорости звена приведения от ее среднего значения. Для машинных агрегатов, обладающих свойством саморегулирования, регулирование заключается в подборе масс и моментов инерции звеньев, соответствующих систе.мам движущих сил и сил сонрвтивления в агрегате для обеспечения энергетического баланса.Так как менять массы и моменты инерции всех звеньев нецелесообразно, задача решается установкой дополнительной маховой массы. Конструктивно ее оформляют в виде маховика — массивного диска или кольца со спицами. Часто функции маховика выполняют зубчатые колеса или шкивы ременных передач, тормозные барабаны и другие детали, для чего им придают соответствующую массу. Маховые массы накапливают кинетическую энергию в периоды никла, когда приведенный момент движущих сил больше приведенного момента сил сопротивления и скорость звена возрастает. В периоды цикла, когда имеет место обратное соотношение между моментами сил, накопленная кинетическая энергия маховых масс расходуется, препятствуя снижению скорости. Следовательно, маховик выполняет роль аккумулятора кинетической энергии и способствует уменьшению пределов колебаний скорости относительно среднего значения ее при постоянной мощности двигателя. [c.343]

В другой монографии [84] на основе введения понятия о вихревых силах сопротивления в сплошных средах и использования известного принципа независимого наложения на сисзему внешних сил предложены обобщающие соотношения, выражающие аналогию между количеством движения, массы и энергии. При проверке предложенных соотношений использован практически весь известный экспериментальный материал, накопленный в мировой практике. На основе этих соотношений предложены методики гидравлических, тепло- и масс1)обменных расчетов одно- и двухфазных сред при движении в условиях внешних воздействий (колебаний, сил инерции, электрических, магнитных и скрещенных электрических и магнизных полей и др.) для внутренних и внешних гидродинамических задач. [c.47]

Несколько иное назначение маховика в так называемых машинах ударного действия, где инерция используется для произведения механической работы в различных дробильных и металлообрабатывающих установках, прокатных станах, прессах, ножницах и нр. Во время рабочего хода таких машин маховик испытывает спльное замедление, разгон же производится особым двигателем достаточно плавно. В поршневых машинах дело обстоит иначе — разгон там резкий, а замедление достаточно плавное и растянутое. Но и в том, и в другом случае кинетическая энергия, накопленная при разгоне, используется при замедлении. И там, и здесь инерция маховика делает возможной работу машины. [c.59]

Таким образом, летчик после отказа двигателя должен выполнять снижение, поддерживая нужные значения горизонтальной и вертикальной скоростей. Вблизи земли летчик должен осуществить подрыв и уменьшить вертикальную и горизонтальную скорости для мягкого приземления.- В идеальном случае в момент касания земли скорость вертолета равна нулю. Подрыв заключается в том, что летчик резко увеличивает общий шаг с целью увеличения тяги (и уменьшения скорости снижения вертолета), а затем отклоняет на себя рычаг продольного управления для уменьшения поступательной скорости вертолета (при этом возникает значительный угол тангажа на кабр.-рование). Во время подрыва несущий винт потребляет накопленную кинетическую энергию вращения. Этот источник энергии ограничен, так что летчик должен тщательно контролировать протекание подрыва во времени. Поскольку при увеличении общего шага частота вращения несущего винта падает, срыв на лопастях ограничивает возможности подрыва. Полная кинетическая энергия (КЭ) несущего винта равна (l/2)N/jiQ (здесь N/л — момент инерции винта относительно оси вращения), а ее используемая часть (до момента наступления срыва и падения тяги) равна лишь 1 —0,Цй, где Й и Qk — угловые [c.308]

Первоначально лента имеет форму полой трубки, но для хранения ее распрямляют и наматывают на катушку. Потенциальная энергия упругости, накопленная в свернутой ленте, обеспечивает необходимую движущую силу, которая используется для разматывания катушки л формирования трубки. После полного сматывания катушка остается на конце штанги в качестве груза для увеличения момента инерции системы. В настоящее время созданы и применяются как выдвижные устройства однократного действия, которые не имеют способности к обратному сворачиванию трубки в ленту, так и выдвижные устройства многократного действия, которые позволяют выдвигать штангу на определенную длину изубирать ее, когда это необходимо [21, 22, 76]. Это дает возможность изменять моменты инерции КА и осуществлять маневр, представляющий собой поворот аппарата на 180°. [c.28]

Электромеханический привод (рис. 240, а) использует для зажима помимо момента, создаваемого двигателем, также маховой момент всех элементов привода. Зажим осуществляется. в виде нескольких последовательных этапов. После выбора всех зазоров в кинематической цепи привода начинается первый этап зажима, во время которого упругая деформация в приводе возрастает до тех пор, пока значение момента двигателя не достигнет предельно допустимого значения по току. Второй этап зажима происходит при отключенном двигателе за счет кинетической энергии вращающихся по инерции элементов привода (двигателя, вала, передачи). Вся накопленная кинетическая энергия привода переходит в потенциальную энергию деформаиии и обусловливает дополнительный момент (или силу) зажима. После достижения нулевой скорости все элементы привода без самоторможения свободно раскручиваются. При разжиме момент двигателя может оказаться, недостаточным для преодоления суммарного момента [c.278]

В различные моменты времени т в об1 ме жидкости происходят следующие термодинамические явления (рис. 56) Ti — образование и рост парового пузырька со скоростью dRidx > О происходит вследствие того, что давление р в пузырьке больше внешнего давления р Tg — движение по инерции давление пара р < ро происходит накопление потенциальной энергии — нижняя критическая точка скорость dR dx = О, т. е. кинетическая энергия равна нулю 4 — схлопывание пузырька под действием внешнего давления ро (Р < Ре) со скоростью dRIdx < 0 происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую Т5 — гидравлический удар. [c.143]

При проявлении электрогидравли-ческого эффекта происходит мгновенное (10—100 мкс) выделение энергии, накопленной в конденсаторной батарее посредством импульсного разряда в жидкости. Схема установки приведена на рис. 115. При разряде образуется плазменный канал с температурой 15—30 тыс. К. В канале, имеющем небольшое поперечное сечение, происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое )асширение канала разряда в виде парогазовой полости (пузыря) под действием внутреннего давления создает в окружающей несжимаемой среде, какой можно считать жидкость, волны сжатия и импульсы давления. При интенсивном выделении энергии в канале скорость его расширения может превзойти скорость звука в жидкости, тогда волна сжатия превращается в ударную волну. Расширение полости продолжается до тех пор, пока давление в ней из-за инерции расходящегося потока жидко сти не станет меньше давления внеШ ней среды. С этого момента происходит обратное движение жидкости (полости захлопывается), давление газа в ней [c.174]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...