§ 17.4.3. Динамическая составляющая нагрузки
Решение (17.15) с учетом обозначений (17.13) преобразуем к виду
В этом уравнении φСф можно рассматривать как динамическую составляющую нагрузки механизмов машины,
возникающую от изменения внешней нагрузки. Обозначив амплитуду динамической нагрузки механизмов Га1, запишем
Зависимость Та1 от отношения со/сос выражается известной резонансной кривой (сплошная линия на рис. 17.13). Анализируя эту кривую, можно отметить: I) Та1 = Та2 (по абсолютному значению) только в двух точках: при со/сос = 0 и при ω/ω0 = ν/2. Первая точка соответствует статической нагрузке (ω = 0) или абсолютно жесткой муфте (сос = оо); 2) в промежутке 0Та2 и при со/сос = 1 наступает резонанс (Та1 стремится к со), сопровождающийся, как правило, поломкой машины; 3) при со/сос>У2, Та1<Та2 и при больших значениях со/сос можно получить весьма малые значения Та1.
Разрешая неравенство ω / сос > у/2 относительно жесткости муфты, получаем
Сф Это значит, что при периодической нагрузке упругая муфта только тогда обеспечит более плавную работу механизмов машины по сравнению с соединением жесткой муфтой без учета упругости других деталей, когда ее жесткость удовлетворяет условию (17.18). При этом в период разгона и остановки машина проходит через критическую частоту вращения (резонанс).
Максимальные амплитуды в зоне резонанса устанавливаются не сразу, а нарастают постепенно, поэтому разгон машины, имеющей критическую частоту вращения, должен производиться быстро. Для машин с критической частотой вращения целесообразно также применять демпфирующие упругие муфты. В этом случае резонансные амплитуды резко снижаются. Кривые амплитуд демпфирующих муфт показаны на рис. 17.13 штриховыми линиями. Здесь кривая 2 соответствует муфте с большим, а кривая 1 — с меньшим демпфированием.
Эффективным средством устранения вредных последствий резонанса является применение упругих муфт с переменной жесткостью (см. рис. 17.9).
Исследования показали, что для систем с такими муфтами вообще не существует состояния, называемого резонансом, а амплитуда колебаний всегда имеет конечное значение. Это объясняется тем, что жесткость муфты изменяется с ростом амплитуды колебаний. Допустим, что система приближается к резонансу в точке А (см. рис. 17.9).