Investigación sobre el balance de masa del índice de levas de alta velocidad

- Jan 26, 2021-

El índice de la leva es un mecanismo común típico. Debido a que puede realizar un movimiento esperado arbitrariamente complejo con una estructura simple y tiene una buena rigidez de movimiento, se ha utilizado ampliamente en diversas máquinas durante mucho tiempo.

Cuando el índice de levas funciona a baja velocidad, puede tratarse como un sistema rígido. Pero cuando se mueve a alta velocidad, la deformación elástica de los componentes causada por la fuerza de inercia afectará seriamente el movimiento real del mecanismo, especialmente cuando la frecuencia de excitación está cerca de la frecuencia natural del sistema, la deformación elástica aumenta drásticamente, por lo que al analizar o diseñar un mecanismo de leva de alta velocidad, debe considerarse de acuerdo con el sistema elástico. Los principios y métodos de procesamiento son diferentes a los de los sistemas rígidos. Al mismo tiempo, para garantizar que el mecanismo tenga la precisión de movimiento esperada cuando se ejecuta a alta velocidad y pueda mantener esta precisión durante mucho tiempo, es necesario estudiar no solo su cinemática, dinámica, sino también material, procesamiento y cuestiones tribológicas.

Además, en las últimas décadas, debido a la aplicación generalizada de las computadoras electrónicas y al desarrollo de disciplinas adyacentes, la investigación sobre la teoría de las cámaras de alta velocidad se ha profundizado continuamente. Por tanto, se puede decir que la cámara de alta velocidad es un problema integral con contenido muy rico y que involucra múltiples disciplinas.

Hay muchos factores que afectan las características dinámicas del divisor de levas de alta velocidad, incluida la fuerza inercial (fuerza centrífuga) causada por la excentricidad del centro de masa, la amortiguación de varias partes, la oscilación de la película de aceite del rodamiento, el campo de temperatura, múltiples -Apoyo a la desalineación y otros factores. Como todos sabemos, cuanto mayor es la velocidad, mayor es la fuerza centrífuga. En los tiempos modernos, muchas máquinas rotativas funcionan a alta velocidad, como motores, turbinas de vapor, centrifugadoras, rotores de motores y ruedas de automóviles. Incluso si hay un pequeño desequilibrio, se generará una fuerza centrífuga muy grande durante la rotación a alta velocidad. Considere el siguiente ejemplo: un rotor cilíndrico que pesa 10 toneladas y tiene un radio de 0.5 metros tiene un desequilibrio de 100 gramos en su superficie. Cuando la velocidad de trabajo es 2000 r \ min, eventualmente se generará una fuerza centrífuga de 2000 (N) de acuerdo con la ecuación. Si se aumenta de nuevo la velocidad, la fuerza centrífuga será mayor. Por lo tanto, incluso si hay una distribución de masa desigual de varios cientos de gramos en un rotor que pesa de varias toneladas a varias decenas de toneladas, se generará una gran fuerza desequilibrada durante la rotación a alta velocidad. La existencia de una fuerza centrífuga desequilibrada en el rotor provocará vibraciones mecánicas del rotor de la máquina, el cojinete y la base de instalación. En la mayoría de los casos, la vibración mecánica es perjudicial. Los principales peligros son:

(1) El soporte de la máquina está sometido a cargas dinámicas, lo que afecta el funcionamiento normal del soporte.

(2) Las partes móviles y estáticas están desgastadas, la base está floja o las tuberías de gas y petróleo de la máquina&están agrietadas y el regulador automático falla, lo que hace que la máquina sea reparada con frecuencia o dañada prematuramente.

(3) Mover los equipos e instrumentos mecánicos circundantes, de modo que el dispositivo de regulación y el sistema de protección puedan funcionar mal y hacer que el equipo y los instrumentos no funcionen normalmente.

(4) Se genera ruido que afecta la salud física y mental del personal.

Si la velocidad del rotor es la misma o cercana a la frecuencia natural del sistema del eje del rotor, la máquina resonará. Cuando ocurre una resonancia, la amplitud aumenta rápidamente y la unidad vibrará violentamente y causará daños. Según los informes, en junio de 1972, cuando una unidad de turbina de vapor de 60MW de la Central Eléctrica de Japón estaba en operación de prueba, una vibración excesiva provocó un descontrol, lo que provocó el desguace de todas las unidades. Con base en la experiencia y el tiempo limitado, nuestra fábrica solo realiza investigaciones y debates sobre el problema de la excentricidad, y se esfuerza por encontrar una forma de equilibrar la masa para reducir o eliminar la excentricidad, mejorando así sus características de movimiento de alta velocidad. Cómo establecer la forma precisa y el análisis dinámico de las levas de alta velocidad con el software SolidWorks es el foco de nuestra investigación. Durante mucho tiempo, nuestros ingenieros han realizado investigaciones sobre lo siguiente:

1) Uso integral del software Matlab y SolidWorks para generar entidades 3D de leva de indexación de alta velocidad precisas.

2) Utilice el complemento limitado de ComsmosWorks para analizar la fuerza de inercia, la vibración, el desplazamiento, la deformación y otras características dinámicas de las levas de alta velocidad causadas por la excentricidad en condiciones de alta velocidad.

3) Con el método del peso de prueba, perfore orificios en la leva en la posición excéntrica para eliminar parte de la masa, reducir la excentricidad y mejorar las características dinámicas de la leva.

Finalmente, a través de muchas mediciones, nuestros ingenieros de fábrica descubrieron cómo utilizar la calidad del equilibrio para mejorar las características dinámicas de la leva de alta velocidad. Establece una base teórica para aplicaciones prácticas en el futuro, mejora la eficiencia de la producción, reduce el tiempo de envío y ahorra dinero y costos de tiempo a los clientes.