Ricerca sul bilancio di massa dell'indice di camma ad alta velocità

Jan 26, 2021

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L'indice della camma è un tipico meccanismo comune. Poiché può realizzare un movimento atteso arbitrariamente complesso con una struttura semplice e ha una buona rigidità del movimento, è stato ampiamente utilizzato in vari macchinari per molto tempo.

 

Quando l'indice della camma funziona a bassa velocità, può essere trattato come un sistema rigido. Ma quando ci si muove ad alta velocità, la deformazione elastica dei componenti causata dalla forza inerziale influenzerà seriamente il movimento reale del meccanismo, specialmente quando la frequenza di eccitazione è vicina alla frequenza naturale del sistema, la deformazione elastica aumenta bruscamente, quindi quando si analizza o si progetta un meccanismo a camme ad alta velocità. Deve essere considerato in conformità con il sistema elastico. I principi e i metodi di lavorazione sono diversi da quelli dei sistemi rigidi. Allo stesso tempo, al fine di garantire che il meccanismo abbia la precisione del movimento prevista quando si corre ad alta velocità e possa mantenere questa precisione per lungo tempo, è necessario studiare non solo la sua cinematica, dinamica, ma anche problemi materiali, di lavorazione e tribologici.

 

Inoltre, negli ultimi decenni, a causa della diffusa applicazione di computer elettronici e dello sviluppo di discipline adiacenti, la ricerca sulla teoria delle camme ad alta velocità è stata continuamente approfondita. Pertanto, si può dire che la cam ad alta velocità è un problema completo con contenuti molto ricchi e che coinvolge più discipline.

 

Ci sono molti fattori che influenzano le caratteristiche dinamiche del divisore a camme ad alta velocità, tra cui la forza inerziale (forza centrifuga) causata dall'eccentricità del centro di massa, lo smorzamento di varie parti, l'oscillazione del film d'olio del cuscinetto, il campo di temperatura, il disallineamento multi-supporto e altri fattori. Come tutti sappiamo, maggiore è la velocità, maggiore è la forza centrifuga. In tempi moderni, molti macchinari rotanti sono in funzione ad alta velocità, come motori, turbine a vapore, centrifughe, rotori motore e ruote automobilistiche. Anche se c'è un piccolo squilibrio, una forza centrifuga molto grande verrà generata durante la rotazione ad alta velocità. Si consideri il seguente esempio: un rotore cilindrico del peso di 10 tonnellate e con un raggio di 0,5 metri ha uno squilibrio di 100 grammi sulla sua superficie. Quando la velocità di lavoro è di 2000 r\min, una forza centrifuga del 2000 (N) verrà infine generata secondo l'equazione. Se la velocità aumenta di nuovo, la forza centrifuga sarà maggiore. Pertanto, anche se c'è una distribuzione di massa irregolare di diverse centinaia di grammi su un rotore del peso di diverse tonnellate a diverse decine di tonnellate, una grande forza squilibrata verrà generata durante la rotazione ad alta velocità. L'esistenza di una forza centrifuga sbilanciata sul rotore causerà vibrazioni meccaniche del rotore della macchina, del cuscinetto e della fondazione dell'installazione. Nella maggior parte dei casi, le vibrazioni meccaniche sono dannose. I principali pericoli sono:

 

(1) Il supporto della macchina è sottoposto a carichi dinamici, il che influisce sul normale funzionamento del supporto.

 

(2) Le parti mobili e statiche sono usurate, la fondazione è allentata o i tubi dell'olio e del gas della macchina sono incrinato e il regolatore automatico si guasta, causando la riparazione frequente della macchina o danni prematuri.

(3) Disturbare le attrezzature e gli strumenti meccanici circostanti, in modo che il dispositivo di regolazione e il sistema di protezione possano guastarsi e rendere le apparecchiature e gli strumenti incapaci di funzionare normalmente.

 

(4) Viene generato rumore, che influisce sulla salute fisica e mentale del personale.

 

Se la velocità del rotore è la stessa o vicina alla frequenza naturale del sistema dell'albero del rotore, la macchina risuonerà. Quando si verifica la risonanza, l'ampiezza aumenta rapidamente e l'unità vibra violentemente e causa danni. Secondo i rapporti, nel giugno 1972, quando un'unità a turbina a vapore da 60 MW della centrale elettrica giapponese era in fase di prova, vibrazioni eccessive causarono una fuga, che causò la rottamazione di tutte le unità. Sulla base dell'esperienza e del tempo limitato, la nostra fabbrica conduce solo ricerche e discussioni sul problema dell'eccentricità e si sforza di trovare un modo per bilanciare la massa per ridurre o eliminare l'eccentricità, migliorando così le sue caratteristiche di movimento ad alta velocità. Come stabilire la forma precisa e l'analisi dinamica delle camme ad alta velocità con il software SolidWorks è al centro della nostra ricerca. Per molto tempo, i nostri ingegneri hanno condotto ricerche su quanto segue:

 

1) Uso completo del software Matlab e SolidWorks per generare entità 3D accurate per indicizzazione ad alta velocità.

 

2) Utilizzare il plug-in limitato ComsmosWorks per analizzare la forza inerziale, le vibrazioni, lo spostamento, la deformazione e altre caratteristiche dinamiche delle camme ad alta velocità causate dall'eccentricità in condizioni di alta velocità.

 

3) Utilizzando il metodo del peso di prova, praticare fori sulla camma nella posizione eccentrica per rimuovere parte della massa, ridurre la quantità di eccentricità e migliorare le caratteristiche dinamiche della camma.

 

Infine, attraverso molte misurazioni, i nostri ingegneri di fabbrica hanno capito come utilizzare la qualità dell'equilibrio per migliorare le caratteristiche dinamiche della camma ad alta velocità. Pone una base teorica per applicazioni pratiche in futuro, migliora l'efficienza produttiva, riduce i tempi di spedizione e consente di risparmiare denaro e costi di tempo per i clienti.

 


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