3/30/2011
1
Značaj i primena klipnog mehanizma
Brzine karakterističnih tačaka
Ubrzanja karakterističnih tačaka
Potreba da se periodično pravolinijsko kretanje prevede u obrtno kretanje rešava se klipnim mehanizmom
Ovaj mehanizam se koristi i kod prevoĎenja kružnog kretanja u pravolinijsko
Klipni mehanizam se sreće na veoma različitim mašinama i ureĎajima u industriji
3/30/2011
2
Najčešće i u najvećoj meri se sreće kod klipnih motora, motora sa unutrašnjim sagorevanjem, benzinskim i dizel motorima
Primenjuje se i kod klipnih pumpi i kompresora
Kod parnih mašina
Nalazi primenu u mašinama za pakovanje i doziranje (HAMBI –mašine za sokove i jogurt)
U pekarstvu za odmeravanje i deljenje testa
U farmaceutskoj industriji
U metalopreraĎivačkoj različite testere
Kod kratkohodih rendisaljki
Kod ekscentar presa
Kod mašina za sečenje kamena i drveta –gatera ili horizontalnih testera
U hidrauličnim mašinama kod hidromotora i pumpi
3/30/2011
3
PrevoĎenje kružnog kretanja u pravolinijsko periodično kretanje ili pravolinijskog kretanja u kružno kod klipnog mehanizma odvija se u ravni mehanizma
Otuda klipni mehanizam spada u program izučavanja ravnog kretanja krutog tela mehanike
Kretanje tela se naziva ravnim kretanjem
ako se sve tačke tela pomeraju u ravnima
paralelnim nekoj nepomičnoj ravni
3/30/2011
4
Brzina tačke B se kod ravnog kretanja tela može izraziti
kao brzina tačke A kojoj se dodaje brzina obrtanja tačke B
oko tačke A
Ubrzanje tačke tela koje izvodi ravno
kretanja jednako je zbiruUbrzanja jedne tačke
Ubrzanja druge tačke oko prve usled ugaonog ubrzanja
Ubrzanja druge tačke oko prve usled ugaone brzine
3/30/2011
5
izvod vektora brzine po vremenu
Ubrzanje kao posledica ugaonog ubrzanja
Ubrzanje kao posledica ugaone brzine
Ubrzanje tačke
Ubrzanje tačke B jednako je vektorskom zbiru ubrzanja tačke A i ubrzanja tačke B oko tačke A
3/30/2011
6
Za tačku čija se ubrzanja traže najčešće je poznat
pravac ubrzanja
Ako to nije slučaj određuju se ubrzanja tačke figure za
koju je to moguće, pa se definišu ugaona brzina i ugaono
ubrzanje cele figure
Ovo se primeni na nepoznata ubrzanja tačke i tako se
određuju ubrzanja te tačke
Osnovni elementi klipnog mehanizma su:◦ Krivaja OA ili koleno radilice kod Motora SUS
◦ Spojna poluga ili kod motora SUS klipnjača AB
◦ Ukrsna glava ili klip B sa osovinicom kod motora SUS
3/30/2011
7
Osnovni elementi klipnog mehanizma meĎusobno su spojeni sa tri obrtna zgloba◦ Obrtni zglob u tački O
◦ Obrtni zglob u tački A
◦ Obrtni zglob u tački B
Princip rada kod motora SUS
Usisavanje, sabijanje, sagorevanje i pražnjenje
3/30/2011
8
Krajni položaj - gornja mrtva tačka
Krajni položaj - donja mrtva tačka
3/30/2011
9
Položaj klipa u zavisnosti od ugla krivaje –kolena radilice
Ugao kolenastog vratila (radilice) kod motora je osnovni parametar po kome se projektuje i vodi proces rada motora
Prema uglu kolenastog vratila se odreĎuju sve ostale aktivnosti - početak punjenja, pražnjenja, paljenja ili ubrizgavanja kod dizela
U okviru programa predmeta mehanika II predviĎena je izrada grafičkog rada vezanog za rad klipnog mehanizma
U zadatku su dati:◦ Tehnička ugaona brzina krivaje – minutni broj
obrtaja
◦ Dužine krivaje kolena R
◦ Dužine klipne poluge L=3R
◦ Uglovi za koje treba odrediti tražene vrednosti
3/30/2011
10
Analitičkim putem odrediti položaj klipa za uglove krivaje j1, j2, j3, j4,
Analitičkim putem odrediti brzinu i ubrzanje klipa B za ugao krivaje j1
Vektorskom metodom odrediti brzinu i ubrzanje klipa za ugao krivaje j2
Grafičkom metodom zaokrenutih brzina odrediti brzinu klipa za ugao krivaje j1
Metodom plana brzina i ubrzanja odrediti brzine klipa za ugao krivaje j2
Metodom plana ubrzanja odrediti brzinu tačke C za ugao krivaje j1
Položaj klipa u zavisnosti od ugla krivaje –kolena radilice
3/30/2011
11
Ako je poznat minutni broj obrtaja, koji je u zadatku konstantan, dobija se ugaona brzina koja je kao i minutni broj obrtaja konstantna
Na osnovu poznate ugaone brzine odreĎuje se zakon promene ugla
Pošto je konstantna ugaona brzina, a ugao se meri od nule zakon promene ugla je definisan
3/30/2011
12
Mehanizam se može prikazati kao
Može se uočiti trougao OAB
3/30/2011
13
Kako su poznati R i L primenom sinusne teoreme
Zamenom u dobijeni izraz za položaj klipa
Kako je izraz komplikovan za odreĎivanje izvoda uvodi se zamena cosb razvijanjem u red i izdvajanjem prva dva člana
3/30/2011
14
Za empirijsko odreĎivanje položaja klipa se koristi
Za brojne vrednosti iz izabranog primera
Za brojne vrednosti iz izabranog primera
jo X m
30 0.764813059
135 0.441673832
210 0.418402897
300 0.674456264
3/30/2011
15
Diferenciranjem izraza za koordinatu x dobijaju se brzina i ubrzanje tačke B
Za vrednost ugla
= -0.26946197 m/s
0.764813059 m
= 0.90304 m/s2
3/30/2011
16
Za poznate podatke, brzina tačke A
Brzina tačke B dobija se kao vektorski zbir
Brzina tačke A je tangenta na putanju (kružnicu) u datom položaju
Brzina tačke B je u pravcu x ose po kojoj se kreće tačka B
Trenutni pol brzina je u preseku normala na brzine u tačkama A i B
Trenutni pol brzina
3/30/2011
17
Na osnovu slike sa datim podacima odreĎuju se rastojanja tačaka od trenutnog pola brzina
Trenutni pol brzina
Na osnovu definisanog trenutnog pola brzina odreĎuje se brzina tačke B i brzina VBA
Trenutni pol brzina
3/30/2011
18
Često se sreće u rešavanju zadataka primena metoda projekcija brzina na pravac tačaka čija se brzina odreĎuje
Kod odreĎivanja ubrzanja polazi se od poznatog ubrzanja tačke A koja izvodi kružno kretanje, a kako je ugaona brzina konstantna to je komponenta ubrzanja usled ugaonog ubrzanja nula
3/30/2011
19
Ubrzanje tačke B
Izračunati brzinu tačke A i u razmeri nacrtati skicu mehanizma i ucrtati brzinu tačke A
Zaokrenuti brzinu za 90o kao i pravac brzine tačke B
Paralelna linija pravcu AB definiše veličinu zaokrenute brzine tačke B
3/30/2011
20
Izračunati brzinu tačke A i u razmeri nacrtati skicu mehanizma i ucrtati brzinu tačke A
Ucrtati duž paralelnu brzini VA u razmeri
Ucrtati pravac brzine tačke B
Iz kraja brzine VA povući normalu na pravac AB brzine VBA
Izračunati ubrzanja tačke A i ubrzanje tačke B oko tačke A usled ugaone brzine, u razmeri nacrtati skicu mehanizma i ucrtati ubrzanje tačke A
Ucrtati duž paralelnu ubrzanju aA u razmeri i aBAw
Ucrtati pravac ubrzanja tačke B
3/30/2011
21
Izračunati ubrzanja tačke A i ubrzanje tačke B oko tačke A usled ugaone brzine i usled ugaonog ubrzanja
U razmeri nacrtati skicu mehanizma i ucrtati ubrzanje tačke A
Ucrtati duži paralelne ubrzanjima aA , aBAe i aBAw
U preseku se dobija aC
aC=ad Ua
Ubrzanje tačke C jednako je vektorskom zbiru: ubrzanja tačke A i ubrzanja tačke C oko tačke
A usled ugaonog ubrzanja i usled ugaone brzine
Ili ubrzanja tačke B i ubrzanja tačke C oko tačke B usled ugaonog ubrzanja i usled ugaone brzine
3/30/2011
22
Poluga AB dužine R=0.5m, obrće se oko nepomične ose, koja jenormalna na vertikalnu ravan u kojoj je mehanizam, konstantnom
ugaonom brzinom w1 =21/s oko centra A. Ova poluga činimehanizam zajedno sa polugom BD dužine 2R i polugom CDdužine R, koja je horizontalna. Poluge su u tačkama A,B,C i Dzglobno vezane.
Odrediti brzinu i ubrzanje tačke D, i da li se poluga CD obrćeubrzano ili usporeno.
Kako se poluga AB okreće sa w1 oko tačke A brzina tačke B tačke poluge
3/30/2011
23
Kako se poluga DC okreće oko tačke C brzina tačke D tačke poluge DC , a istovremeno tačka D je i deo poluge BD, brzina okretanja oko C je upravna na pravac CD.
Trenutni pol brzina u preseku normala na brzine u tačkama
3/30/2011
24
Brzina tačke B oko trenutnog pola, jednaka je
Brzina tačke D oko trenutnog pola, jednaka je
3/30/2011
25
Brzina tačke D oko trenutnog pola, jednaka je
Ubrzanje tačke B koja se okreće oko ose koja prolazi kroz zglob A
3/30/2011
26
Ubrzanje tačke D ka elementa poluge BD
Ubrzanje tačke D ka elementa poluge BD
3/30/2011
27
Ubrzanje tačke D kao elementa poluge CD, koja se obrće oko ose koja prolazi kroz C
Ubrzanje tačke D kao elementa obe poluge je jednako
3/30/2011
28
Vektorsku jednačinu projekcijom na ose i rešavanjem dobijaju se ugaona ubrzanja
Član DC se ubrzava
Ubrzanje tačke D kao elementa obe poluge je jednako
3/30/2011
29
Ugaono brzina člana CD i ugaono ubrzanje su istog smera pa se ugaona brzina člana CD povećava u posmatranom trenutku za datu konfiguraciju i datu ugaonu brzinu člana AB
Ubrzanje tačke D se dobija
Zadatak 12.Poluga AB dužine R=0.5m, označena sa 1, obrće se oko nepomične ose, koja je normalna na vertikalnu ravan u kojoj je mehanizam, konstantnom ugaonom brzinom w1 =2 1/s oko centra A. Ova poluga čini mehanizam zajedno sa polugom BD dužine 2R, (označena sa 2), i polugom CD, (označena sa 3), koja je horizontalna. Poluge su u tačkama A,B,C i D zglobno vezane. Tačka C se nalazi vertikalno ispod tačke B. Odrediti brzinu i ubrzanje tačke D,i da li se poluga CD obrće ubrzano ili usporeno.
3/30/2011
30
Zadatak 12.
Zadatak 12.
3/30/2011
31
Zadatak 12.
Zadatak 12.
3/30/2011
32
Zadatak 12.
Zadatak 12.
3/30/2011
33
Zadatak 12.
Top Related