机械运转速度波动的调节

第 7 章 机械运转速度波动的调节7.1 机械运转速度波动调节的目的和方法机械运转速度的波动可分为两类（1）周期性速度波动调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上—个转动惯量很大的回转件——飞轮。盈功使飞轮的动能增加，亏功使飞轮的动能减小。飞轮的动能变化为ΔE=12 J (ϖ2−ϖ02)，显然，动能变化数值相同时，飞轮的转动惯量 J 越大，角速度 ω 的波动越小。（2）非周期性速度波动假如输入功在很长一段时间内总是大于输出功，则机械运转速度将不断升高，直至超越机械强度所容许的极限转速而导致机械损坏；反之，如输入功总是小于输出功，则机械运转速度将不断下降，直至停车。汽轮发电机组在供汽量不变而用电量突然增减时就会出现这类情况。种速度波动是随机的、不规则的，没有一定的周期，因此称为非周期性速度波动。这种速度波动不能依靠飞轮来进行调节，只能采纳特别的装置使输入功与输出功趋于平衡，以达到新的稳定运转。这种特别装置称为调速器。机械式离心调速器结构简单、成本低廉，常用于电唱机、录音机等调速系统之中；但它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采纳电子调速装置实现自动控制。本章对调速器不作进一步论述，下面各节主要讨论飞轮设计的有关问题7.2 飞轮设计的近似方法7.2.1 机械运转的平均速度和不均匀系数各种不同机械许用的机械运转速度不均匀系数 δ，是根据它们的工作要求确定的。例如驱动发电机的活塞式内燃机，假如主轴的速度波动太大，势必影响输出电压的稳定性，所以这类机械的机械运转速度不均匀系数应当取小一些；反之，如冲床和破裂机等一类机械，速度波动稍大也不影响其工艺性能，这类机械的机械运转速度不均匀系数便可取大一些。几种常见机械的机械运转速度不均匀系数可按表 7-1 选取。表 7-1 机械运转速度不均匀系数 δ 的取值范围（ a ） （ b ）图 7-4 最大盈亏功的确定机械名称破裂机冲床和剪床压缩机和水泵减速器沟通发电机δ0.10~0.200.05~0.150.03~0.050.015~0.0200.002~0.0037.2.1 飞轮设计的基本原理 飞轮设计的基本问题是：已知作用在主轴上的驱动力矩和阻力矩的变化规律，要求在机械运转速度不均匀系数 δ 的容许范围内，确定安装在主轴上的飞轮的转动惯量。 由最大盈亏功(从 ωmin到 ωmax区间为最大盈功，从 ωmin到 ωmax区间为最大亏功)转化而来的。即：Amax=Emax−Emin=12 J (ωmax2−ωmin2)=Jωm2 δ由此得到安装在主轴上的飞轮转动惯量J= ...