第7章 机械的运转及其速度波动的调节

7-1概述

应设法将机械运转速度波动的程度限制在许可的范围之内。

机械运转的三个阶段:

1. 启动阶段（starting period of machinery）
2. 稳定运转阶段（steady motion period of machinery）
   • 平均角速度 $\omega_m$ 保持为一个常数
   • 角速度 $\omega$ 一般周期性波动
   • 机械的一个运动循环：机械原动件角速度变化的一个周期
3. 停车阶段（stopping period of machinery）

机械特性（mechanical behavior）：各种原动机的作用力/力矩与其运动参数（位移、速度）之间的关系

7-4稳定运转状态下机械的周期性速度波动及其调节

盈功（increment of work）

• 驱动功 大于 阻抗功
• 等效构件动能增加
• 等效构件角速度上升

亏功（decrement of work）

• 驱动功 小于 阻抗功
• 等效构件动能减小
• 等效构件角速度下降

$\int^{\varphi^`_a}_{\varphi_a} (M_{ed} - M_{er})d\varphi = J_{ea^`} \omega^2_{a^`}/2 - J_{ea}\omega^2_a/2 = 0$

周期性速度波动的调节：

飞轮（flywhell）：

• 最好将飞轮安装在机械的高速轴上

• 机械出现盈功时，飞轮加速，储能；机械亏功时，飞轮减速，放能

• 飞轮等效转动惯量 $J_f$ 的计算公式： $J_f \geq \Delta W_{\max} / (\omega^2_m[\delta]) - J_e$ 如果 $J_e << J_F$，则 $J_e$ 可以忽略不计，于是可近似写为 $J_F \geq \Delta W_{\max} / (\omega^2_m[\delta])$ 又如果平均角速度 $\omega_m$ 用平均转速 $n$ （单位：r/min）代换，则有 $J_F \geq 900 \Delta W_{\max} / (\pi^2n^2[\delta])$

7-5机械的非周期性速度波动及其调节

安装调速器（speed regulator）来调节机械出现的非周期性速度波动