速度波动

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2、周期性速度波动的调节方法：
机械运转的速度波动对机械的工作是不利的，它不仅影响机 械的工作质量，而且会影响到机械的效率和寿命，所以必须加以 控制和调节，将其限制在许可的范围内。 机械速度波动的调节就是要设法减少机械的运转速度不均匀 系数δ，使其不超过允许值， 即δ≤[δ] 机械的周期性波动调节的方法就是在机械中安装飞轮——具 有很大转动惯量的回转构件。
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第一节 研究机械运转及其速度波动调节的 目的和内容
一、作用在机械上的力
工作阻力
驱动力
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③影响工艺，↓产品质量。 2、非周期性速度波动 危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。
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第二节 机械运转的三个阶段
一、几个概念 1．驱动功 驱动力做的功为驱动功。 2．阻抗功 阻抗力做的功为阻抗功。 3．盈功 驱动功大于阻抗功，则其大于部分为盈功。 4．亏功 阻抗功大于驱动功，则大于部分称为亏功。
机械的名称 水泵、鼓风 机 造纸机、织 布机 纺纱机 直流发电机
[δ] 1/30 ～ 1/50 1/40 ～ 1/50 1/60 ～ 1/100 1/100 ～ 1/200
1/30 ～ 1/40
交流发电机
1/200 ～ 1/300
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对于非周期性速度波动，安装飞轮是不能达到调节目的 的，这是因为飞轮的作用只是"吸收"和"释放"能量，它既不 能创造出能量，也不能消耗掉能量。 非周期性速度波动的调节问题可分为两种情况： （1）当机械的原动机所发出的驱动力矩是速度的函数且具有 下降的趋势时，机械具有自动调节非周期性速度波动的能力。 （2）对于没有自调性的机械系统（如采用蒸汽机，汽轮机或 内燃机为原动机的机械系统），就必须安装一种专门的调节 装置 - 调速器，来调节机械出现的非周期性速度波动。
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复习上节课内容： 静平衡: 径宽比D/b≥5的转子 静平衡设计: 原因 方法 结论
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二、机械运转的三个阶段
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1、启动阶段 原动件的速度从零逐渐上升到开始稳定的过程。 在启动阶段，根据能量守恒定律，作用在机械系统上的力在 任一时间间隔内所作的功，应等于机械系统动能的增量。用机 械系统的动能方程式可表示为
Wd-(Wr+Wf)=Wd-Wc=E-E0 >0
Wd-------为驱动力所作的功，即驱动功； Wr,Wf--------分别为克服工作阻力和有害 阻力（主要是摩擦力）所需的功，两者之 和为总耗功Wc； E0、E--------分别为机械系统在该时间间 隔开始和结束时的动能。
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常用机械运转速度波动系数的许用值 [δ ]
机械的名称 碎石机 冲床、剪床 轧压机 汽车、拖拉 机 金属切削机 床
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[δ] 1/5 ～ 1/20 1/7 ～ 1/10 1/10 ～ 1/25 1/20 ～ 1/60
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示例：
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1、周期性速度波动 危害：①引起动压力，η ↓和可靠性。 ②可能在机器中引起振动，影响寿命、强度。
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2、稳定运转阶段 原动件速度保持常数（称匀速稳定运转）或在正常工 作速度的平均值上下作周期性的速度波动（称变速稳定运 转）。图中T为稳定运转阶段速度波动的周期，ωm为原动 件的平均角速度。经过一个周期后，原动件以及机械各构 件的运动均回到原来的状态。 在稳定运转阶段，若机械作变速稳定运转，则每一个 运动周期的末速度等于初速度，于是：
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在机械系统中安装一个具有较大转动 惯量的盘状零件。由于飞轮转动惯量很大， 当机械出现盈功时，它可以以动能的形式 将多余的能量储存起来，从而使主轴角速 度上升的幅度减小；反之，当机械出现亏 功时，飞轮又可释放出其储存的能量，以 弥补能量的不足，从而使主轴角速度下降 的幅度减小。从这个意义上讲，飞轮在机 械中的作用，相当于一个能量储存器。
ωmin
ωmax
φ
φT
机械速度波动的程度，则通常用机械运转速度不均匀系数δ 即 来表示，其定义为角速度波动的幅度与平均值之比， δ ＝（ωmax－ωmin）/ωm ∴ 2max- 2min = 2 2m 对于不同的机械，δ的要求不同
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Wd-Wc=E-E0 =0
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3、停车阶段 原动件速度从正常工作速度值下降到零。
Wd-Wc=E-E0 <0
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原动件速度从正常工 作速度值下降到零
Wd-Wc=E-E0<0
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第三节
机械运转及速度波动的调节
机械在运转过程中，由于其上所作用 的外力或力矩的变化，会导致机械运转速 度的波动。过大的速度波动对机械的工作 是不利的。因此在机械系统设计阶段，设 计者就应采取措施，设法降低机械运转的 速度波动程度，将其限制在许可的范围内， 以保证机械的工作质量。
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3、 非周期性速度波动及其调节 非周期性速度波动多是由于工作阻力或驱动力 在机械运转过程中发生突变，从而使输入能量与输 出能量在一段较长时间内失衡所造成的。若不加以 调节，它会使系统的转速持续上升或下降，严重时 将导致"飞车"或停止运转。电网电压的波动，被加 工零件的气孔和夹渣等都会引起非周期性速度波动。 汽轮发电机是这方面的典型例子：当用电负荷增大 时，必须开大汽阀更多地供汽，否则将导致"停车"； 反之，当用电负荷减少时，必须关小汽阀，否则会 导致"飞车"事故。
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安装飞轮：
• 机械出现盈功时，飞轮以动能的形式存储量； • 机械出现亏功时，飞轮释放其存储的能量。
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阶段
速度特征
原动件的速度从零逐 渐上升到开始稳定的 过程 原动件速度保持常数 或在正常工作速度的 平均值上下作周期性 的速度波动
能量特征
启 动
Wd-Wc=E-E0>0
稳定 运行
Wd-Wc=E-E0=0
停 车
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动平衡: 径宽比D/b <5的转子 转子的动平衡设计： 原因 方法 结论
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第十二章 机械的运转及其速度波动的调节 主要教学内容：
１、研究机械运转及其速度波动调节的目的和内容 ２、机械运转的三个阶段 ３、机械运转及速度波动的调节 重点： １、机械运转的三个阶段 ２、机械运转速度波动进行调节的方法 了解： １、周期性速度波动和非周期性速度波动的概念 ２、周期性速度波动和非周期性速度波动的调节概念
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调节方法：安装专用调速器
1—原动机 2—工作机 5—调节器本体 6—节流阀
K A
C
B
5
K
O
D
R
2 1
M
6
3
4
工作介质
离心式调速器工作原理图
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１、周期性速度波动程度的描述 机械速度的高低， ω 工程上通常用机械的 平均角速度ωm的算术 平均值来表示。 即 ωm＝（ωmax＋ωmin）/2 O