Определение сил действующих на шатун СК при балансирном уравновешивании

Рассмотрим схему балансира с действующими на него силами при балансирном уравновешивание (рисунок 38).

Усилие вдоль шатуна Р_ш можно разложить на две составляющие: а) касательную к окружности, описываемой кривошипом (тангенциальную) – Т; б) нормальную к окружности, действующую вдоль кривошипа – Р_норм.

Нормальная составляющая воспринимается опорами кривошипа вала.

Величина её равна:

(130)

(из ∆В₁ОО₁ угол В₁ОО₁ =180 - . Но этот угол равен ∆КОП как противолежащий).

Рисунок 38- Схема к расчету сил, действующих на шатун при балансирном уравновешивании.

Тангенциальная сила:

(131)

Эта сила создает крутящий момент на валу, равный:

(132)

Величина момента определяет мощность, потребляемую СК:

(133)

По элементарной теории ψ=0, тогда из (73):

(134)

Определим значение силы Р_ш при ходе ТПШ вверх и вниз. Из схемы, изображенной на рисунке 38: для хода головки балансира вверх уравнение моментов сил, действующих на балансир, относительно В:

(135)

где - сила инерции противовеса;

- усилия в шатуне.

Откуда:

(136)

Подставив в эту формулу ранее найденные значения , Х, Х_i (формула 43, 94, 97) и пренебрегая значениями R_тр и X₀ , получим:

(137)

Для хода балансира вниз:

(138)

Откуда (139)

Подставляя ранее найденный значения , X и X_i (формулы 80, 112, 116) и пренебрегая , получим:

(140)

Принимая во внимание, что

(см соответственно формулы 70, 71, 75)

и сделав несложные преобразования в формулах (137) и (140), получим:

(141)

По элементарной теории (формула 31)

(ψ=0), следовательно:

Формула (137) примет вид:

(142)

Формула (121) примет вид:

(143)