Способ определения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошипно-ползункового механизма

167 О ь,01 М 150 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСИОМУ д 49 лъ ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Пермский политехнический институт(53) 621.436.001.1 (088.8) (56) 1. Стефановский Б. С. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М фМашиностроениеф, 1972 с. 341-343.2. Патент Англии М 1301301, Н кл.С 1 Й,опублик, 1972.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КРУТИЛЬНЫ КОЛЕБАНИЙ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛАКРИВОШИПНО-ПОЛЗУНКОВОГО МЕХАНИЗМА путем возбуждения угловыхколебаний коленчатого вала посредствомпериодического воздействия на него через,упругий элемент и измерения параметров этих колебаний, о т л и ч а ющ и й с я тем,.что, с нетью повышения точности, коленчатый вал устанавливают под углом 45 + 5 к оси попзуна механизма, а периодическое воздействие через упругий элемент осуществляют на попзун, причем массу упругого элемента выбираю 1; равной 0,080,1 массы ползуна.Изобретение относится к способамэкспериментального оцрвделения собственных частот крутипьных колебанийколенчатого вала кривошипно-попзункового механизма, например одноаящсдровых двигателей внутреннего сгорания,компрессоров и т, и., и может найтиприменение на машиностроительныхзаводах, выпускающих ДВС, компреосоры и т.п.Известен способ экспериментальногоопределения собственных частот крутильных колебаний коленчатого вала одно. щцпсидрового двигателя внутреннегосгорания путем возбуждения угловыхколебаний коленчатого вала и измерения параметров этих колебаний 1 ,Недостатком данного способа является значительная погрешность получаемых результатов вследствие влиянияприведенного к оси коленчатого валамомента инерции масс кривошипно-попзункового механизма и массы вибровоэбудителя.. Известен также способ определениясобственных частот крутильных колвбаний коленчатого вала кривошипно полэункового механизма путем возбуждения угловых колебаний коленчатоговала посредством периодического воздействия на него через упругий элемент и измерения параметров этих колебаний 2 Д,Однако известный способ приводитк существенному отличию реальногоспектра собственных частот системыот полученного экспериментом. Цель изобретения - повышение точности экспериментального определениясобственных частот крутильных колебаний коленчатого вала кривошипно-попэункового механизма.Укаэанная Кель достигается тем,что согласно способу определения собственных частот крутильных колебанийколенчатого вала кривошипно-ползункового механизма путем возбуждения, угловых колебаний коленчатого валапосредством перисаического воздействияна него через упругий элемент и измерения параметров этих колебаний, коленчатый вал устанавливают под углом45 + 5 к оси ползуна механизма,а периодическое воздействие черезупругий элемент осуществляют на попзун, причем массу упругого элементавыбирают равной 0,08-0,1 массы ползуна, но-ползункового механизма периодичеоки изменяется от минимума в нижнем 0 и верхнем У положениях кривошипа до максимума при положениях кривощипа У/2 и 3/2 У (фиг. 2), что приводит к существенному отличию реального спектра собственных частот системы отполученного экспериментом,В результате теоретико экспвримен 50тальных исследований установлено, . что при положении кривошица 6 под углом 45 + 5 о к оси полэуна 7 величина приведенного момента инерции механиз ма становится равной среднему значению,что позволяет при исследованиях получить средние значения собственных частот, которые определяют реэонаноные состояния системы коленчатого.вала, т.е, повысить точноСть при их 35/2 О25 ЗО35 На фиг, 1 изображено предпагаемоеустройство, общий вид, на фиг, 2 - свчение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - зависимость первой собственной частотыкрутильных колебаний системы от углаустановки кривошипа и соотношения массупругого элемента и ползуна,Устройство содержит неподвижноеоснование 1 с жестко присоединеннымкорпусом двигателя 2, в котором установлен коленчатый вал 3 с маховиком 4и муфтой сцепления 5. Кривошип 6 ко-.ленчатого вала 3 установлен под угломо45 + 5 к оси попзуна 7. Ползун 7 соединен,с источником периодического возбуждения, например вибростендом 8 упругим элементом 9 малой жесткости.Масса упругого элемента 9 составляет0,08-0,1 массы ползуна вт,. Измерениепараметров угловых колебаний коленчатого вала 3 осуществляется датчиком 10, напримерфотоэлектронного типа нли вибродатчиком и регистрирукэщвй аппаратурой (ие показано).Устройство работает следующим об разом,Периодическое возбуждение с постоян- . ной амплитудой с и переменной частотой ж передается через упругий эпемент 9 и папэун 7. на кривошип 6, ко-.торый возбуждает крутильные колеба ния коленчатого вала 3 с жестко соединенными маховиком 4 и муфтой сцен ления 5. Регистрация колебаний производится датчиком 10 и измерительной аппаратурой. По полученным резонаноным зонам определяют собственные частоты крутильных колебаний коленчатого вала. Приведенный к оси коленчатого вала момент инерции кривошипТираж 873 И Государственн целам изобретЬн Москва, Ж,Поцписноего комитета СССРй и открытийаущская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1016724 4определавв; Пределы измерения угла . гого элемента в укаэанных пределах установки кривошипа ЬЫ =5 полу- обеспечивает ошибку при определении чены на основании графика Г.(сйфнг. Э), первой собственной частоты, не преУстановка кривошкпа в указайных пре вышающую 1 %. При выходе из указан- делах приведет к ошибке определения . кых интервалов в сторону увеличения первой собственной частоты, не превы- или уменьшения, точность регистрацик шающей 5 %. Наличие упругого элемен спектра собственных частот крутнльных та малой жесткости и массы, составлякм колебанкй системы будет существенщей (0,08-0,1) массы ползуна, позво- но снижаться (фиг, 3),ляет практически исключить вазвие 1 р Предлагаемый способ позволяет массы стола вибростенда 8 на спектр увеличить точность определения первой собственных частот системъ, что до- собственной частоты привода на 25 % попнительно повышает точность способа второй к третьей на 15-18%, что позПределы изменения соотношения масс воляет более точно выбрать инерцимупругого элемента. и ползуна получены.на 13 ные и жесткостные характеристики приосновэниы графиками,(с)(фиг. 3), где зб вода и тем самым ускорить в 1,5 раппу/3 пМ - масса уйругого элемента;