机械的非周期性速度波动分析及飞轮设计

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1、制造技术研究航天制造技术机械的非周期性速度波动分析及飞轮设计徐秀忠容彬陈竹宁肖建明（湖北三江航天红峰控制有限公司，孝感432000）摘要：对某种旋转释放装置在运转过程中的非周期性速度波动进行了分析，得出了产生波动的原因。通过设计一种飞轮装置，达到了自动调节速度的目的。通过试验，用IC高速摄像机监控诱饵抛撒情况以及机构轴转速变化，完全满足设计的要求。关键词：飞轮装置；诱饵；非周期TheMechanicalNonperiodicSpeedFluctuationAnalysisandFlywheelDesignXuXiuz

2、hongRongBinChenZhuningXiaoJianming（HubeiSanjiangSpaceHongfengControlCo.,Ltd.，Xiaogan432000）Abstract：Thepaperanalyzedthenonperiodicspeedfluctuationwhentherotationreleasedeviceisrunning,gettingthereasonswhythefluctuationiscaused.Thedevicecanadjustthespeedautomati

3、callywithaflywheel.Theresultsofbait-thrownexperimentandtheaxisspeedmeetthedesignrepuirement,testedbytheIChighspeedcamera.Keywords：Flywheeldevice；Bait；Aperiodic1引言态、角度、距离、均布性进行摸底，才能对该机构准确设计定位。如果机械装置在运转过程中，其等效力矩根据设计的要求，某旋转释放装置机构是用一跟M=Ma-Mr(驱动力矩Ma、工作力矩Mr)的变化是非周Φ1m

4、m的弹簧钢丝作释放机构，当释放机构的转速达期性的，则机械运转的速度将出现非周期性的波动，到某一恒定速度后，用一快速切断伸进装置，将钢丝如果不能及时地对这种速度波动进行调节，有时会对切断，诱饵在离心力的作用下沿切点抛出，要求诱饵机械系统造成极其严重的危害。若是一段时间内Ma在抛撒出的瞬间，机构的瞬间速度必须与原恒定速度＞Mr，机械将越转越快，出现所谓的“飞车”现象，误差值为±1r/min。但在切断钢丝的瞬间，钢丝有抗剪机械遭到破坏；反之，若Ma＜Mr，机械则会越转越切力的作用，迫使释放装置的动能下降，转速降低，慢，最后

5、将停止不动。为了避免以上两种情况的发生，诱饵抛撒出的瞬间速度达不到设计要求速度，示意图必须对机械的非周期性的速度波动进行调节，使其运见图1。转稳定，保证驱动力矩与工作力矩在机械运转过程中始终处于一种平衡关系。2非周期性速度波动分析图1结构示意图2.1问题提出1—诱饵2—钢丝在研制某型号时，首先必须对某旋转释放装置机2.2方案分析构在地面进行仿真模拟抛撒试验，对诱饵的抛撒状调节非周期性速度波动的方法很多，我们选用电作者简介：徐秀忠（1958-），工程师，结构设计专业；研究方向：测控技术。收稿日期：2012-09-176

6、3制造技术研究2012年12月第6期动机做原理动机，其本身就可使驱动力矩Ma和工作断钢丝的最小剪切力。由[τ]=0.8[σb],[σb]max=1520MPa,阻力矩Mr协调一致，但需要一定的时间（满足时间[τ]max=0.8×1520=1216MPa，得：剪切力Qmax=[τ]max6-3函数递增关系）。如果采用电路来弥补电机的驱动力×A=1216×10×π×(1×10/2)=955.0442N。矩瞬间不变，控制系统复杂，价格很贵。如果采用飞3.2剪切消耗功轮，其在机械中的作用实质上相当于一个能量储存由于剪切速率是

7、随时间变化的，其速率由V初→V末，器，安装一个具有足够大转动惯量Jr的飞轮后，可以V初＞V末，为了保证钢丝能被剪切断，需求出剪断钢使得速度不均匀系数δ下降到其许可范围之内，满足丝的最小剪切消耗功。即：条件要求，达到调节机械速度波动的目的。Wmin=Qmax×D钢丝2.3方案确定-3=955.0442×(1×10)=0.9550442J。通过以上的分析，将某旋转释放装置机构垂直安装在飞轮上，在工作平面上安装一立柱，快速伸进切3.3消耗转速断装置在立柱上，电机与飞轮采用一级连接，直接驱如果不安装飞轮，机构损失转速为：动释

8、放装置旋转，当速度达到一恒定转速时，快速伸E初-E末=W进切断装置将钢丝切断，诱饵在离心力作用下沿切线方向飞出，达到释放目的，具体结构见图2。1122WJ=ωω−J1222式中：W——剪切消耗功，J；J——机构转动惯2量，kg·m；ω1——剪切前机构角速度，rad/s；ω2——剪切后机构角速度，rad/s。则可以得到：221ωω=(JWJ−)/