16.4 Динамические нагрузки от ударов в зазорах

Обычно в приводах машин прокатных цехов имеются большие зазоры в соединениях (в зубчатых муфтах и передачах, универсальных шпинделях и т.д.). В период неустановившегося движения в момент упругого замыкания зазоров в приводных линиях возникают ударные нагрузки, вызывающие колебательные процессы.

Ударные нагрузки увеличивают напряжения в деталях сверх полученных расчетами на статическую прочность. Это увеличение учитывается коэффициентом динамичности К_д. Для двухмассовой системы он может определятся по выражению:

,

где n₂ = J₁/(J₁+J₂);

τ_в - продолжительность действия внешних сил.

Уменьшения динамических нагрузок от ударов при выборе зазоров достигается качественным изготовлением деталей и монтажом механизмов, применением специальных устройств для уменьшения или исключения зазоров, введением предпусковых ступеней сопротивления в цепях управления электродвигателями, снижающих скорость выбора зазоров.

16.5 Уменьшение динамических нагрузок

Снижение динамических нагрузок в машинах прокатных цехов является весьма актуальной задачей вследствие их уникальности и большой стоимости. Решение этой задачи осуществляется целым комплексом мероприятий. Главными из них являются:

1. Выбор рациональных кинематических схем механизмов без пассивных связей;

2. Определение действительных физических процессов, происходящих в машинах с учетом жесткости деталей, зазоров в соединениях, характеристик двигателей в различных режимах эксплуатации;

3. Определение оптимальных кинематических и динамических параметров машин на стадии проектирования путем математического моделирования;

4. Улучшение динамических характеристик машин посредством расчета оптимальных соотношений распределения масс жесткостей системы, обеспечивающих минимальные динамические нагрузки и их быстрое затухание;

5. Повышение качества материалов и технологии изготовления деталей машин, точности обработки и монтажа машин, уменьшение зазоров в соединениях;

6. Создание конструкций с рациональным расположением приводов без длинных и сложных трансмиссий; применение индивидуальных приводов, установка в тяжелых машинах многодвигательных приводов, а также безредукторных и гидравлических приводов, обладающих лучшими динамическими свойствами;

7. Введение демпфирующих устройств, поглощающих энергию колебаний - упруго-демпфирующих муфт с нелинейными характеристиками, гидравлических амортизаторов с дискретно-меняющимися характеристиками;

8. Создание специальных устройств для выбора зазоров в соеди-

нениях; применение уравновешивающих устройств в механизмах циклического действия.

Применение всех этих способов не исключает опасных перегрузок при возникновении случайных нагрузок, не поддающихся теоретическому расчету. Поэтому в машинах устанавливаются механические защитные устройства от аварийных поломок машин.

95