The devices, built on the basis of spatial arrangements with rotational joints, having a number of advantages over known similar devices, also have specific disadvantages. These are: fluctuations of the body due to the uneven rotation of the driven member, the transfer of the uneven rotation from the slave to the driven unit and the source of drive. Several options for correcting these shortcomings, significantly improves device performance, were proposed in the article.
spatial devices, the rotational joints, vibration, balancing.
В состав многих машин и устройств входят различные плоские и пространственные механизмы. Последние включают комбинацию вращательных, поступательных, шаровых, шаровых с пальцем кинематических пар (шарниров). Особую группу составляют механизмы только с вращательными шарнирами, которые изучены и изучаются только теоретически [1]. Есть отдельные зарубежные публикации о возможности использования механизмов в приводе ноги робота [2] и для развертываемых многопролетных строительных конструкций [3]. Отечественный и мировой приоритеты по внедрению механизмов в производство принадлежат казанским ученым. Внедренные устройства показали высокие технико-эксплуатационные показатели. Однако в процессе эксплуатации нами были выявлены специфичные недостатки, которые в литературе не описаны, как за рубежом, так и в нашей стране. Здесь будут рассмотрены два недостатка: колебания корпуса от неравномерного вращения ведомого звена и передача неравномерного вращения от ведомого на ведущее звено и источник привода.Устранение этих недостатков расширит сведения о механизмах, значительно повысит их КПД, надежность и ресурс работы.Анализ и обсуждение результатов. Следует отметить, что в устройствах на базе пространственных механизмов, звенья механизмов совершают движение по разным законам и в разных плоскостях, а некоторые из них являются носителями рабочих органов (кабин, емкостей, лопастей и т.д.). При этом ведомое звено совершает вращение с неравномерной угловой скоростью в пределах одного оборота, в результате чего возникает неуравновешенный момент [4], который изменяется по величине и направлению, вызывает колебания станины устройства, что нежелательно ни для устройства, ни для обслуживающего персонала. Нами предложено несколько способов устранения этого недостатка. Способы базируются на законах и положениях теоретической механики, теории механизмов и машин, высшей математики. Способ первый, суть способа заключается в том, что неуравновешенный момент, действующий от вращения ведомого звена, устраняется точно таким же моментом, но имеющим противоположный знак. В результате сложения моментов суммарный момент будет равен нулю, тем самым одна из главных причин колебаний устраняется.Практическое уравновешивание реализовано на примере механизма Беннетта, использованного в смесителе - галтователе [5].Устройство снабжено зубчатой передачей из двух колес, имеющей передаточное отношение, равное единице и маховиком. При этом одно колесо закреплено на валу ведомого кривошипа, а другое колесо совмещено с маховиком и закреплено на валу опоры корпуса. Момент инерции массы маховика с колесом равен моменту инерции массы ведомого кривошипа с отнесенной к нему массой части емкости. Так как моменты имеют равные, но противоположные знаки, то суммарный момент равен нулю и на станину не действует. Изготовленные и внедренные в производство смесители вместимостью емкости 10, 20, 40 и 200 л полностью подтвердили дееспособность данного способа. Способ второй. Суть способа заключается в том, что зеркально объединяются два механизма Беннетта через общий ведущий вал и станину, при этом ведомые кривошипы будут иметь противоположное направление вращения. Такой способ успешно реализован на производственном двухемкостном смесителе. Более подробные сведения об этих способах можно получить в статье [5].Способ третий - дополнительными емкостями, закрепляемыми на противоположно расположенных пальцах звеньев (рисунок 1) [6].
1. Mudrov A.G., Mardanov R.Sh. Obzor issledovaniy prostranstvennykh mekhanizmov s vrashchatel´nymi sharnirami. Teoriya mekhanizmov i mashin. Nauchno-metodicheskiy zhurnal, 2015. Tom 13, №2(26). S.62-71.
2. Oliveira, Jr A.A., Carvalho, J.C.M. Modeling of the Bennett´s linkage as leg of a mobile robot, 12 th IFToMM World Congress, Besancon, 2007, p.1-6.
3. Chen, Y., Baker, E.J. Using a Bennett linkage as a connector between other Bennett loops, Proc. IMechE, Vol. 219, 2004, p.177-185.
4. Mudrov A.G. Prostranstvennye mekhanizmy s osoboy strukturoy. Kazan´: RITs «Shkola», 2003. 300 s.
5. Mudrov A.G. Uravnoveshivanie prostranstvennykh mekhanizmov.//Mezhdunarodnaya konferentsiya «Problemy mekhaniki sovremennykh mashin», Ulan-Ude, 2006. S. 27-30.
6. Smesitel´ poroshkov. Avt.sv. SSSR №1371700, MPK V 28 S 5/18. P.G. Mudrov, A.G.Mudrov, I.M.Kiyamov. Opubl. 07.02-88, B.I. №5.
7. Smesitel´. Avt. sv. SSSR №781071, MPK V 28 S 5/18// P.G.Mudrov, A.G.Mudrov, L.L.Aksenov, V.V.Evseev. Opubl. B.I. №34,1980.
8. Smesitel´. Avt. sv. SSSR №841989, MPK V 28 S 5/18. P.G.Mudrov, A.G.Mudrov, I.S.Tuktamyshev. Opubl. B.I. №4, 1981.
9. Smesitel´ poroshkov. Avt. sv. SSSR №1694340, MPK V 28 S 5/18. P.G.Mudrov, A.G. Mudrov, A.P. Zharkovskiy. Opubl. B.I. №44, 1991.
10. Smesitel´. Avt. sv. SSSR № 1761511, MPK V 28 S 5/18// P.G.Mudrov, A.G.Mudrov, A.P.Mudrov. Opubl. B.I. №34, 1992.
