基于势能为常量的振动与冲击机械节能原理

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1、第27卷第5期长安大学学报(自然科学版)2007年9月Journalo于Chang，anUnlverslty(NaturalsclenceEdition)V蒙2忠文魔编号:1671吕名79(2007)050107以基于势能为常量的振动与冲击机械节能原理车胜创(长安大学工程机械学院，陕西西安7王006幻摘要:为了研究振动与冲击机械存在浪费能源的问题，根据振动与冲击机械在启动阶段功率消耗最大和受到有势力(保守力)作用的两个特征，采用受力和能量分析方法，由质点系动能定理的徽分形式对其功率方程进行了分析。分析表明，在设计振动与冲击机械系统时，只要使系统的总势

2、能为常量(或启动阶段为最小值)，则维持系统正常工作时需输入的功率将会降低。计算实例表明，该原理具有良好的节能效果关键词:机械工程;振动与冲击机械;设计;节能;势能;常量中图分类号:U415.5文献标志码:AEnergy一savingPrincipleofvibratorymachinerydesignbasedonconstantPotentialenergyCHE弘e雌一chuang(SchoolofEn“ineed叹Mach砚nery，Chang，anUni，ersity，Xi，an710064，5恤已n范，China)A玩tract留Inord

3、ertostudytheenerg梦wastingproblemsinthevibration一shockmachinery，thepowerequationsofthemachlneryareana1yzedwiththemethodologyofforceandenergyana1ysls.Throughthetheoremofklnetlcenergywithdi王ferentialformofParticlesystem，themachlneryhasthemaximumpowerconsumptionandpotentiaIforcesat

4、thestar卜upphase.Theanalysisresultshowsthattherequiredpowerkeepingnorma1operat1onfortheparticlesystemwilldecreaseunderconstantpotent1alenergy.Flnally，thepracticalcalculationo工anexampleprovethatthepr1ncipleisbetterforenergy一saving.lfig，7refs.K盯words:mechanicalenglneering;vibrator

5、yshockmachlnery苏design;energy一savlng;Potentialenetgy;constant度和自动化的机械和技术装备时，主要从摩擦学的0引言角度出发，研究如何减少运动副的摩擦系数、降低动对于高速公路、铁路等基础设施建设中的工程力消耗和提高传动效率，保证机器各部件动作协调，机械存在浪费能源的问题川，专家们对其如何节能正常运转，顺利完成所要求的工作程序;③功率匹配从3个方面进行了研究①以动力源(发动机、电动节能，合理运用节能等。虽然各项研究取得了很大机等)为基础，根据工作对象研究如何以较少的能耗成果，但还有不少振动和冲击机

6、械并没有完全把功而获得较大的功率;②在设计高效率、高速度、高精率作用于工作对象的介质上，而是作用于机器本身，收稿日期:2o0512一iE基金项目:国家名鸽计划项目(20娜AA屯30勺2的作者简介:车胜创门即4〕，男，陕西合阳人，副教授，Em田卜凸郎c@cbd.edu.c爪万方数据108长安大学学报(自然科学版)2007年其结果不仅引起对机器的构件损坏(或对设计提出艺W。=古WsF二合WcF(4)更高的要求)，而且造成了能源的浪费田1。目前，对将式(3)代人式(2)，即有振动和冲击机械节能研究的相关参考文献较少。为d了一艺脚一脚M一古Ws;一占wc:一

7、忿W。此，本文从最基本的定理证明开始，尝试求证新的节(5)能原理，为机械设计节能找出一种新的方法对式(5)两端除以dt，得1问题的提出瓮一客黔一客N一NM一NsF一、CF一、，为了保证车辆和各种机器正常工作.必须输人(6)功率。按照机器功率方程(1)或以该方程为基础推同理，将式(4)带入式(2)，可得导、实验得出各种“功率计算公式”。=又N二NM一N吓一NRd了/dt=NM一NF一NR(1)瓮一菩黔式中:N，为输人功率;NP为输出功率;NR为无用功(7)率;dT/dt为动能的变化率。式中:Ns。为实际输出的功率;从F为有势力消耗的由式(1)可以看出，

8、质点系在运动的初始阶段，功率;NR为无用功率系统的动能是由。到最大而变化，其动能的变化率对式(6)逐项分析可