Рис. 3. Люк, частично уравновешенный с помощью торсиона:
1
— люк;
2
— поршень;
3
— цилиндр;
4
— торсион
упругий разгружающий механизм, сила которого меняется пропорци-
онально перемещению рабочего органа. Однако применение такого
пропорционального разгружающего устройства не позволяет полно-
стью уравновесить силы в механизме во всех положениях. Рассмотрим
пример снижения расхода энергии за счет уменьшения установленной
мощности двигателя привода механизма качающихся цилиндров при
применении упругого частично разгружающего устройства (рис. 3).
Условие статического уравновешивания люка выражается равен-
ством нулю суммы моментов сил тяжести и уравновешивающих сил
упругости торсиона в двух положениях: вертикальном
ϕ
л
=
π
2
и гори-
зонтальном
ϕ
л
= 0
.
Уравновешивающий момент торсиона будет пропорционален углу
отклонения люка от вертикального положения
ϕ
ур
=
π
2
равновесия, в
котором предварительная затяжка (деформация) торсиона равна нулю.
Выражение упругого уравновешивающего момента принимает вид
M
ур
(
ϕ
л
) =
c
пр
(
ϕ
ур
−
ϕ
л
)
.
В горизонтальном положении момент упругих сил должен быть
равен моменту сил тяжести
M
ур
(
ϕ
= 0) =
−
M
пр
G
(
ϕ
= 0) =
gm
1
l
OB
.
Откуда получим необходимый коэффициент жесткости уравнове-
шивающей пружины
c
пр
=
gm
1
l
OA
π/
2
.
где
π/
2
— угол поворота люка из одного уравновешенного положения в
другое. Рассматривая диаграмму приведенных моментов сил тяжести
и упругости пружины, можно отметить, что их сумма
M
ост
(
ϕ
л
) =
M
ур
(
ϕ
л
) +
M
пр
G
(
ϕ
л
)
принимает нулевое значение только в двух уравновешенных поло-
жениях (горизонтальном и вертикальном). В остальных положениях
остаточный момент отличен от нуля и для подъема люка необходимо
106 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 1
