Просмотр полной версии : Расчет прочности, ресурса и других механических показателей узлов ветротурбин
Интересно, чисто эмпирически, реально ли спрогнозировать примерные обороты начала флаттера большей лопасти, если известно, что у меньшей флаттер начинается при 1000 об/мин? Масштаб примерно соблюдён.
petruha256
09.12.2013, 00:36
Интересно, чисто эмпирически, реально ли спрогнозировать примерные обороты начала флаттера большей лопасти, если известно, что у меньшей флаттер начинается при 1000 об/мин? Масштаб примерно соблюдён.
Можно сделать попытку, но для этого нужно сначала измерить частоты собственных колебаний маленькой и большой лопастей (изгибных и крутильных). А это не сложный но и не элементарный эксперимент.
И еще надо математику процесса прошерстить на всякий случай, хотя на первый взгляд теория понятна.
Частота изгибных колебаний растет вместе с оборотами, а частота крутильных почти не меняется. Когда частота изгибных догоняет частоту крутильных - начинается....
Как частота первой формы изгибных колебаний ползет от оборотов есть здесь: http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=15396&postcount=16
На частоты влияет инерция присоединенной массы воздуха, но это можно прикинуть по частоте, при которой наступает флаттер, а если еще и звук флаттера записать, то вероятность адекватного прогноза еще повысится.
Спасибо за ответ, но эксперимент провести не получиться т.к. Сергей свой винт врядли снимать полезет, а мой ещё не готов и именно потому, что он не готов, мне и нужен приблизительный прогноз, чтобы знать, сойдёт такой или нужно делать шире или уже. А известна зависимость частоты колебаний от линейных размеров? Нельзя что то вроде уравнения сбацать в зависимости от габаритов, удельная жёсткость, примерно одинакова. Точность +/-100 вполне сойдёт.
petruha256
09.12.2013, 01:25
hecs, если кусок трубы отрезать полосой и протестировать, то можно рассчитывать на адекватность расчета, а так с потолка (из книжек) брать параметры материала - не фонтан.
Для малой лопасти, что на 1000 начинает флаттерировать - еще и схема крепления нужна.
Добавлено через 9 минут
А известна зависимость частоты колебаний от линейных размеров? Нельзя что то вроде уравнения сбацать в зависимости от габаритов, удельная жёсткость, примерно одинакова.
Покури вот это: http://scask.ru/book_brg.php?id=204
Я за это не возьмусь. для себя вижу два варианта - снятие частот с реальной лопасти или расчет в космосе.
Может BenGunn возьмется за аналитическое решение этой задачи - было бы здорово.
Ну а смоделировать, имея коке-какие исходные - тк это можно, но не раньше конца недели.
если кусок трубы отрезать полосой и протестировать
Это можно.
Для малой лопасти, что на 1000 начинает флаттерировать - еще и схема крепления нужна.
Это тоже.
Я за это не возьмусь. для себя вижу два варианта - снятие частот с реальной лопасти или расчет в космосе.
Это, в смысле, сложно? Если на столько, то не нужно.
Ну а смоделировать, имея коке-какие исходные - тк это можно, но не раньше конца недели.
Если моделирование поможет спрогнозировать, то конечно было бы не плохо. Как минимум на будущее, если идея торможения флаттированием себя оправдает.
Может BenGunn возьмется за аналитическое решение этой задачи - было бы здорово.
Было бы :).
Может BenGunn возьмется за аналитическое решение этой задачи - было бы здорово.
Я такое никогда не решал. Сомневаюсь, что получится решить такую задачу с достаточной точностью аналитически, слишком у нас сложная геометрия. Да и времени сейчас особо нет. Готовлю все необходимое для проверки расчетов на практике. Возможно скоро получится продуть желобки в трубе и получить экспериментальные поляры. :)
petruha256
10.12.2013, 00:40
hecs, давай все исходные по винтам, вместе со схемой крепления, буду начинать модель готовить.
Приготовься нарезать полосок-кусочков из трубы, желательно той, из которой собираешься делать. Полоски понадобятся разные (размеры по ходу дела подскажу) - нужно среднюю вспененную часть оголить, ну и там всяких других. материала уйдет немного, но придется попотеть, чтобы подготовить и испытать образцы.
Винт Сергея нужен? А ещё мой есть 1,7 метра, у которого флаттер на 450 оборотов. Обрезков 315-й трубы навалом, из неё и винт сделаю.
petruha256
10.12.2013, 02:28
Давай всё, что есть из более-менее испытанного
Всё что у меня есть по винту Сергея, думаю он дополнит, если что:
А этот буду делать из имеющихся огрызков, труба SN8, трёхслойная, 10,5mm, начало со 150мм, мах до 500мм, крепление аналогичное винту на 1,7 или 100мм полоса через проставку из стёсанного обрезка трубы строго по осевой, конусность 7 град. :
Добавлю:
Первые два болта крепления находятся на R 0.08м. Вторые на R 0,27м. Расстояние между болтами 60мм.
Средняя линия вот здесь http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=4139&postcount=10 болты по обе стороны средней линии на одинаковом расстоянии.
Дальше для уменьшения угла заклинения я подкладывал пруток под 2 болта со стороны тыла.
hecs, небольшое уточнение. 1000об/мин это не начало флатера.
Начало было раньше, оборотов с 800.
А 1000 это уже всё гудело вокруг и это уверенно максимальные обороты которые я видел на тахометре.
petruha256
11.12.2013, 00:54
Для всех труб мне нужны толщины внешнего, среднего и внутреннего слоев. Нужно измерить плотность вспененного слоя.
Нужны испытания образцов из 315-й трубы шириной 20 мм и длинной 220-250 мм.
Также нужны испытания вспененного слоя (кусок размером около 2х10х100).
Еще было бы неплохо любую лопасть (пусть бракованную, пусть обломанную) испытать на колебания, главное чтобы были известны размеры и чтобы она была из трехслойной трубы. Для этого придется сделать небольшой стенд, чтобы можно было измерить частоту.
Добавлено через 1 минуту
hecs,не торопись с испытаниями образцов, просто готовься .. морально.
Толщины желательно измерить побыстрее, а остальное подождет до тех пор, пока не станет понятно, что моделирование поможет решить задачу.
Для всех труб мне нужны толщины внешнего, среднего и внутреннего слоев
У меня монолит:)
испытать на колебания,
А это как?
Просто представления не имею, что это за процесс.
petruha256
11.12.2013, 01:32
Надо закрепить по штатной схеме, также как на винте, только одну лопасть на каком-нибудь имитаторе маха или диска.
Схема закрепления не принципиальна, главное, чтобы она была простая,
допустим -
на металлической пластине такой-то длинны и толщины
или на диске такого-то диаметра и толщины
таким-то количеством таких-то болтов
по такой-то схеме
Всё это на усмотрение испытателя, главное, чтобы я всё это потом смог отрисовать в виде 3D модели.
После закрепления нужно провести замеры частот изгибных и крутильных колебаний.
Изгибные колебания - на кончик крепим маааленький магнитик (чтобы вес был минимален), подносим соленоид, с которого выход на звукозапись или на частотомер, оттягиваем кончик лопасти и отпускаем - с соленоида нужно снять сигнал колебаний (который на компе в виде звуковой дорожки можно будет посмотреть) или сразу частоту.
крутильные колебания - то же самое, только лопасть не оттягивать, а скрутить и отпустить и магнит не на кончике, а на передней или задней кромке (возможно манит нужно будет на какой-нибудь очень легкой штанге-удочке вынести подальше, чтобы база колебаний была больше).
Добавлено через 1 минуту
У меня монолит
Значит только толщину общую измерь.
понятно:scratch_one-s_head:
Толщина монолитного слоя колеблется от 1,25 до 1,9, в основном, слой на внутренней поверхности немного толще слоя на внешней, вспененного 7-7,5.
У 160-й трубы стенка 3,6-3,8, толщина монолитного слоя 0,5-0,6.
petruha256
11.12.2013, 21:13
hecs, я, если честно ничего не понял - где какая толщина
У 315-й толщина монолитного слоя колеблется от 1,25 до 1,9, слой на внутренней поверхности трубы немного толще слоя на внешней, толщина вспененного 7-7,5.
У 160-й трубы при общей толщине стенки 3,6-3,8, толщина монолитного слоя 0,5-0,6.
petruha256,Коррекция угла в табличке к заданному ветру вроде никак не привязывалась и величина коррекции выставлялась наугад? Как понять, одного градуса будет достаточно или нужно больше выставлять?
Лопасть немного в ручную подкорректировал, а то по трём сечениям, хоть и быстро но не идеально.
Сергей Самара
12.12.2013, 19:48
hecs,
Да,будет складываться в сторону.
petruha256
13.12.2013, 01:24
hecs, не доделал я коррекцию угла, и понять, хватит ли одного градуса или нет - нереально.
Нужно считать, считать и считать.
Проще,чем флаттер прогнозировать, можно даже полуэмпирическую зависимость вывести и вогнать её в расчет, чтобы автоматом геометрию выдавала.
Но на всё нужно время, когда-нибудь вернемся к этому вопросу,
а пока можно корректировать конкретную уже рассчитанную лопасть, смоделировав скручивание под нагрузкой.
Добавлено через 12 минут
hecs, Сергей,в общем смоделировал колебания лопасти 3D2300Z5T250.
Появилась призрачная надежда на то,
что вроде-бы,
как будто,
почти что в действительности,
для этой конкретной лопасти я спрогнозировал флаттер. :scratch_one-s_head:
Чтобы появилась доля уверенности в этом, мне нужна схемка (набросок) крепления лопасти, чтобы было понятно диаметр и толщина диска ступицы, толщина ширина и длинна махов, диаметры болтов, наличие или отсутствие шайб, количество болтов (если я правильно понял - 4 болта).
И результат испытания материала этой лопасти на модуль упругости.
для модуля - нужна тонкая, длинная ровная полоска материала (около 200 мм) с ровно обработанными краями, чтобы ширина и толщина были одинаковый по всей длине (примерно 10 мм шириной и с толщиной - сколько получится). Зажать её в тисках горизонтально, кончик нагрузить известным весом и замерить прогиб.
Результаты - мне (размеры, схема закрепления в тисках, вес, схема нагружения, размеры полоски).
petruha256
13.12.2013, 01:31
Надежда оказалась действительно призрачной.
Вернулся к изучению вопроса и понял, что я ничего не понимаю.
Так что решение вопроса откладывается. Могу пока только на резонанс проверить
Вернулся к изучению вопроса и понял, что я ничего не понимаю.
Не страшно, значит эксперимент :). А коррекцию угла для этой (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=37611&postcount=217) лопасти можно? На 6 м/с. Ну и резонанс, если время есть. Мне бы оборотов 400-500 из неё выжать.
petruha256
13.12.2013, 21:35
Постараюсь на выходных посчитать.
petruha256
16.12.2013, 00:18
hecs, модель лопасти я сляпал, сетка получилась. Предварительно - лопасть будет себя вести как тряпка (либо она будет ловить резонанс в рабочих оборотах либо будет условно эластичной ( http://windpower-russia.ru/showthread.php?p=21415#post21415 ).
Про компенсацию угла и прогиб под нагрузкой говорить пока рано.
Нужны параметры материала, плотность и модуль упругости отдельно для промежуточного слоя и для поверхностных.
Предварительно - лопасть будет себя вести как тряпка (либо она будет ловить резонанс в рабочих оборотах либо будет условно эластичной
Мне флаттер нужен на 7-8 м/с, а лопасть можно сделать и пошире. Кстати труба SN8 а не SN4 как стандартные, она вроде почти вдвое жёстче (кольцевая жесткость SN8 труб не менее 8 кH/м2, SN4 - 4 кH/м2).
Нужны параметры материала, плотность и модуль упругости отдельно для промежуточного слоя и для поверхностных.
Чего отрезать и как померить?
petruha256
16.12.2013, 21:35
hecs,данные из таблички отличаются от тех, которые для ПВХ приводят другие источники. если это конкретная марка ПВХ, которая идет на трубы внешней канализации, то одно дело, если производитель труб взял характеристики из какого-то справочника - другое. Модуль упругости отличается на 25%.
Мне нужна плотности и модуль упругости для вспененного слоя,
было бы неплохо, если бы ты изготовил брусок из вспененного слоя 5х5х100 мм, зажал его в тиски, нагрузил и замерил прогиб консоли , и еще взвесить нужно.
Со сплошным слоем как-нибудь так разберемся.
Вырезал две заготовки. Монолитный наружный слой: 200х18,5х2,1мм весит 11 грамм. В заделке 10мм. Нагрузка 21гр прогиб 13мм, 39гр - 23мм, 61гр - 38мм.
Вспененный внутренний слой: 200х19,5х4,6мм весит 16гр. В заделке 10мм. Нагрузка 62гр прогиб 5мм, 137гр - 11мм, 218гр - 19мм, 332гр - 30мм.
petruha256
17.12.2013, 21:13
hecs, отлично! Теперь скажи, широкая поверхность плоская или повторяет радиус трубы?
petruha256
17.12.2013, 22:23
Вот, что получилось по частотам.
При старте первая собственная совпадает со второй вынуждающей.
и вторая собственная догоняет вторую уже ближе к 400-м оборотам.
В общем нет резонанса в рабочем диапазоне, условно эластичная лопасть
Под нагрузкой при 6 м/с кончик лопасти отходит назад на 140 мм и раскручивается в сторону увеличения угла атаки (уменьшения угла заклинения) на 3,8 градуса.
Давай думать, что делать с ней.
Чтоб я понимал ещё чего-нибудь по этим собственным и вынуждающим :). Нет резонанса до 400 - это хорошо. Прогиб и скручивание это важно, но центробежная, прогиб отчасти компенсирует, а скручивание можно учесть в таблице, понять бы на сколько градусов. Лопасть можно сделать пошире, на меньшую быстроходность, хоть и не хотелось бы и крепление можно довести до трети лопасти, с этим никаких проблем.
Добавлено через 3 минуты
О, уже... А отклоняет только кончик или всю лопасть? Компенсировать предварительным углом это можно?
petruha256
17.12.2013, 23:33
не успел отредактировать, гляди в предыдущий пост.
Добавлено через 9 минут
Если собственная совпадает с вынуждающей - резонанс. Совпадение первых собственных частот ведет к более интенсивным колебаниям, чем последующих.
Добавлено через 7 минут
О, уже... А отклоняет только кончик или всю лопасть? Компенсировать предварительным углом это можно?
вот так она отгибается http://www.youtube.com/watch?v=8_S4pzPhkZY&feature=youtu.be
компенсировать прогиб - вряд ли - она гнется на 140 мм из 217 возможных, и это при том, что до определенного радиуса она жестко закреплена.
По сути ведет себя как нитка с грузом, жесткость лопасти никакой роли в прогибе практически не играет (для этой конкретно). Выставишь её против потока - только хуже будет, её один фиг отогнет назад (ну не на 140, а на 139,9 мм) а напряжения в материале будут вдвое выше.
Добавлено через 2 минуты
Можно назад отклонить на 6,2 градуса, тогда будет почти на месте стоять.
Можно назад отклонить на 6,2 градуса, тогда будет почти на месте стоять.Я это и имел ввиду. Предотклонение лопасти на скручивании сказывается?
Добавлено через 15 минут
Я тут забил координаты с учётом скручивания и похоже, что от компенсации деформаций только хуже становится. Стартовый момент несомненно растёт, но киев на ветрах ниже рабочих, просто никакой. Зато деформированная лопасть, на рабочем ветре выдаёт почти расчётный киэв, только степень торможения меняется.
petruha256
18.12.2013, 01:27
Скручивание скручиванием - для его компенсации меняем координаты ( учет через ячейку К2).
а отклонение назад - это для того, чтобы лопасть меньше деформировалась под нагрузкой и не испытывала изгибающих нагрузок, а только растягивающие - так дольше проживет.
Лопасть и скручивается и гнется одновременно.
Прогиб лопасти мы компенсируем отгибом назад, т.е. ставим её в то положение, в которое она сама стремится прийти под нагрузкой
скручивание влияет на аэродинамику, поэтому мы меняем координаты, раскручивая её в направлении, противоположном тому, в которое её стремится скрутить нагрузка,
чтобы под этой самой нагрузкой она скрутившись на этот угол - пришла в ноль, т.е. стала как будто нескрученой и с неизмененными координатами.
Спасибо. Но это всё понятно. Я имел ввиду, не оказывает ли прогиб, какого либо влияния на скручивание? И скомпенсировав прогиб, установкой махов с заданной конусностью, не изменим ли мы угол скручивания? Связаны ли эти деформации?
А по поводу компенсации скручивания, как я писал выше, конкретно с этой лопастью, по моему лучше ничего не менять или менять минимально. Т.к. изменение угла атаки на рабочем ветре, возникающее из-за деформации скручивания, на киэв сказывается очень незначительно. Меняется только степень торможения. В то время как внесение изменений в геометрию, с целью компенсации этих деформаций, очень значительно снижает киэв на малых ветрах.
Но похоже, что лопасть можно пилить. Резонанса до 400 оборотов нет, а флаттер будем определять экспериментально. Постараюсь после нового года поставить. Спасибо за помощь.
petruha256
18.12.2013, 03:05
Спасибо. Но это всё понятно. Я имел ввиду, не оказывает ли прогиб, какого либо влияния на скручивание? И скомпенсировав прогиб, установкой махов с заданной конусностью, не изменим ли мы угол скручивания? Связаны ли эти деформации?
Деформации связаны, и есть вероятность, что скручивание уменьшится.
Завтра вечером прикину на сколько. Я чего-то не догадался рассмотреть такой ход событий.
Добавлено через 2 минуты
Чтобы понять можно запиливать или нет - нужно еще схему закрепления уточнить.
нужно еще схему закрепления уточнить
Какие будут рекомендации?
petruha256
18.12.2013, 11:20
Рекомендаций пока никаких, просто я взял схему закрепления с потолка, а ты рассчитываешь на некую другую.
Схема закрепления в некоторой степени влияет на деформации и частоты.
Нужно привести в соответствие расчетную с фактической..
С креплением я ещё не определился, зависит от того как лопасть влезет на обрезок. Или как на фото или полоса через подкладку из обрезка трубы, примерно в тех же габаритах.
petruha256
18.12.2013, 22:58
давай схему или подробное описание своих вариантов, а я прикину. Если варианты не пойдут, то прикину какой-нибудь другой подходящий.
З.Ы. посчитал - отклонить назад на 5 градусов и лопасть практически не отгибается под нагрузкой (меньше 10 мм). при этом скручивание уже не 3,8 градуса, а 3,1.
На фото выше, мах из 320-й трубы, 470х115мм. К лопасти будет крепиться точно как лежит, только со сдвигом - до отметки 600мм. Горизонтальная линия под ним - нулевая. Махи между собой соединены полосой, конусность задана в креплением маха.
Второй вариант - сплошная полоса 1200х100мм. На участке R200-600мм между лопастью и полосой обрезок трубы со стёсанной выпуклостью, для прилегания полосы. Обрезок 420х140мм.
Добавлено через 1 час 19 минут
Вопрос в догонку: а можно прикинуть какие нагрузки испытывает подшипник в центре ветроколеса? Интересно сколько проживут родные подшипники мотор-колеса? В центре полосы связывающей махи, вварена гайка с резьбой, накручиваемая на МК.
petruha256
19.12.2013, 02:48
Расчет подшипников - дело простое, если знать нагрузку.
А знать нагрузку для ветряка - самое сложное. Сколько будет времени работать при каком ветре, с какой скоростью будет рулить и как часто, каков дисбаланс ротора.
Думаю под это дело надо табличку городить,
расчет несложный, просто се режимы работы подшипников и их длительность должны обосновываться, с потолка лучше не брать.
Еще надо знать тип и размер подшипников, расстояние между ними на оси.
По креплению лопастей лучше схемку набросай, со слов туго доходит, особенно вечерами.
Добавлено через 3 минуты
В центре полосы связывающей махи, вварена гайка с резьбой, накручиваемая на МК.
Накручивается на тот участок резьбы, который на рисунке от корпуса смотрит вниз?
Добавлено через 2 минуты
Выход нижнего конца вала обрезается или сквозь полосу через гайку?
Крепление мотор-колеса за верхний конец вала? диаметр вала какой?
Добавлено через 5 минут
Не хочу тебя огорчать, но настраивайся на тот вариант, что мотор-колесо придется перекраивать, в части касающейся корпуса, подшипников и вала. Хотя не факт.
Расчет подшипников - дело простое, если знать нагрузку. А знать нагрузку для ветряка - самое сложное.:) Да мне бы хоть с порядком не ошибиться. На сайте SKF есть калькулятор ресурса, но я понятия не имею даже о порядке радиальной и осевой нагрузок. Можно взять по среднему из расчёта 5м/с. Винт подветренный, руление щадящее, значительные гироскопичекие моменты ожидаются только при уходе в защиту, если она вообще будет.
Накручивается на тот участок резьбы, который на рисунке от корпуса смотрит вниз?Да.
Выход нижнего конца вала обрезается или сквозь полосу через гайку?Сквозь полосу и гайку, за него и крепим.
Крепление мотор-колеса за верхний конец вала? диаметр вала какой?За нижний, у самой резьбы.
Расстояние между подшипниками 45мм, ось 15мм, подшипники в оригинале шариковые 15х35х11. Я поставил под гайку роликовый. Между осью и корпусом в том месте где накручивается гайка зазор. Хотел подобрать для него сальник, оказалось проще найти и воткнуть туда игольчатый подшипник с сальником. Качество металла оси неизвестно, но хоть что-то.
http://www.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/ball-bearings/deep-groove-ball-bearings/single-row/index.html?prodid=1050200202&imperial=false
http://www.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/cylindrical-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1410410202&imperial=false
http://www.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/needle-roller-bearings/drawn-cup-pt/index.html?prodid=146114006&imperial=false
По креплению лопастей лучше схемку набросай, со слов туго доходит, особенно вечерами.
Да ладно, на счёт крепления не заморачивайся. Будет что то вроде этого
petruha256
19.12.2013, 22:33
Значит первый момент - вал возможно тонковат.
1-й Расчетный случай - обрыв лопасти на рабочих оборотах (ну допустим - 400 об/мин).
если вал должен не погнуться при этом то для расчета нужна схема закрепления вала в основании ветроголовы (расстояние от точки крепления до плоскости лопастей). Также при этом расчетном случае необходимо соблюдение условия - чтобы эквивалентная нагрузка не превышала статическую для подшипника, иначе в случае обрыва (даже если вал не погнется) - подшипник менять.
2-й расчетный случай Если руление не учитывать, а гироскопические нагрузки учитывать только при складывании, тогда достаточно, посчитать по статической нагрузке, так чтобы гироскопический момент, приводящий к разрушению лопастей не давал превышение по статической нагрузке на подшипник.
ну и основное - расчет долговечности вести по силе осевого давления на винт и по центробежной силе допустимого дисбаланса винта (по периодам с разной скорость ветра и просуммиривать)
Добавлено через 2 минуты
На сайте SKF есть калькулятор ресурса.....
Не заморачивайся на SKF, лучше по советским методикам посчитаем, так оно надежнее.
http://windpower-russia.ru/showthread.php?p=38065#post38065
Добавлено через 12 минут
Расстояние между подшипниками 45мм, ось 15мм, подшипники в оригинале шариковые 15х35х11. Я поставил под гайку роликовый. Между осью и корпусом в том месте где накручивается гайка зазор. Хотел подобрать для него сальник, оказалось проще найти и воткнуть туда игольчатый подшипник с сальником. Качество металла оси неизвестно, но хоть что-то.
Подшипники слабенькие - для пылесоса самый раз, но посчитаем. Роликовый подшипник из под гайки убери - он там не будет выполнять свою задачу и умрет очень быстро и игольчатому там тоже делать нефиг.
там должен быть радиально-упорный, например 46202. Лучше, конечно пара 7202 с противоположных концов.
Материал вала сравни надфилем с обычной стальной черной водопроводной трубой и свои ощущения напиши,
если разница имеется, то возьмем для расчета предел прочности повыше.
Добавлено через 3 минуты
От тебя требуется сказать сколько времени в процентах ветряк стоит, сколько работает на ветре 1-3 м/с, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, и т.д, пока все проценты не израсходуешь,
нужно значение допустимого дисбаланса изготовления винта (какая масса на каком радиусе)
нужно расстояние от точки закрепления вала до плоскости вращения лопастей.
По поводу времени в процентах примерно так:
4 19.803
5 13.487
6 7.460
7 3.814
8 1.739
9 0.688
10 0.409
11 0.056
12 0.056
13 0.093
14 0.009
15 0.019
По поводу дисбаланса наобум т.к. не имею ни малейшего...
По поводу закрепления вала - условно монолит от среза резьбовой части, т.к. фактически будет зажат в 50мм трубе.
Плоскость лопастей - два варианта:
1. без бурезащиты (только флаттер) - 10мм от среза резьбовой части к ветру (можно изменить).
2. Бурезащита всплытие - 130мм от среза.
Наверное необходимо учесть конусность?
Добавлено через 17 минут
Роликовый с одним бортом, он по параметрам лучше 7202, почему думаешь что не будет работать? Игольчатый вместо сальника :), не мешает. Могу конечно и 7202 заказать.
Водопроводную трубу долго искать, сравнил с уголком 50х100, разницы не заметил.
petruha256
20.12.2013, 00:57
про закрепление вала я имел в виду длину участка диаметром 15 мм.
Про плоскость вращения - сморозил... надо от ближнего подшипника до той точки, где вал переходит в нечто более основательное.
Была мысль, кронштейн в котором вал фиксируется, поставить на резиновые подушки. Нагрузка на вал от вибраций уменьшится.
Добавлено через 3 минуты
про закрепление вала я имел в виду длину участка диаметром 15 мм.??? От среза резбы до конца вала 70мм, считай в заделке. От начала заделки до подшипника, как по чертежу -21мм.
Про плоскость вращения - сморозил... надо от ближнего подшипника до той точки, где вал переходит в нечто более основательное. 21мм
petruha256
20.12.2013, 01:10
Роликовый, который http://www.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/cylindrical-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1410410202&imperial=false
он осевую нагрузку не воспринимает по конструктиву - только радиальную. наш его аналог 43202.
Игольчатый вместо сальника, дополнительно?
Ты заказывать не торопись, посчитаем сначала.
Вот еще что, при КЗ генератора на номинальных оборотах - каков будет момент на валу?
он осевую нагрузку не воспринимает по конструктиву - только радиальную
Воспринимает в сторону борта. Его скфовский калькулятор считает и осевую запрашивает. О нём было отдельно написано и этот момент освещён, но теперь сайт поменялся и немогу найти где.
Игольчатый вместо сальника, дополнительно?Ага.
при КЗ генератора на номинальных оборотах - каков будет момент на валу? И как считать?
Добавлено через 4 минуты
Если на 400 оборотах закоротить, съестся примерно 1200ватт.
Добавлено через 5 минут
Кстати, была мысль этот (http://secure.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/tapered-roller-bearings/single-row-tapered-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1320000001&imperial=false) поставить.
petruha256
20.12.2013, 01:39
У тебя на 286 оборотах момент на валу 28 Н*М - это в номинале (по винту из таблицы) при этих же оборотах ток КЗ во сколько раз больше номинала?
При 400-оборотах на КЗ не может быть такой же момент, как при 286 с нагрузкой, должен быть больше.
Добавлено через 1 минуту
Добавлено через 5 минут
Кстати, была мысль этот (http://secure.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/tapered-roller-bearings/single-row-tapered-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1320000001&imperial=false) поставить.
Он и есть 7202 (аналог)
Тоже киловатт, у меня при кз индуктивность всё сжирает. Потребление не растёт, даже на 1000 оборотов потребление 1,3 кВт.
Добавлено через 1 минуту
Он и есть 7202 (аналог)
7202 шариковый, а этот конический роликовый.
petruha256
20.12.2013, 01:49
Воспринимает в сторону борта. Его скфовский калькулятор считает и осевую запрашивает.
Это от лукавого. Не переживет он сколько-нибудь значимую осевую силу, разве что в статическом режиме. Именно этого типа скф-овские подшипники я ставил в винтовые блоки GHH-Rand. там с одного конца подшипники этого типа с одним бортиком, а с другого конца два конических навстречу друг другу для восприятия осевой в обоих направлениях
Добавлено через 1 минуту
Тоже киловатт, у меня при кз индуктивность всё сжирает. Потребление не растёт, даже на 1000 оборотов потребление 1,3 кВт.
Это хорошо, значит вал не срежет, по крутящему моменту запас прочности получается 3 остальное завтра посчитаю.
Добавлено через 51 секунду
7202 шариковый, а этот конический роликовый.
Путаешь европейскую кодировку с советской, а у СКФ вообще своя кодировка
http://samip.ru/2012/04/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%88%D0%B8%D0%BF%D0%BD%D0%B8%D 0%BA-7202-30202/
Ясно, спасибо. Форсировать не надо, мне ещё халтуру закончить, потом за ветряк.
Обратил внимание, что у 7202 ширина 11,75 а мне надо 11. А у этого (http://www.skf.com/ru/products/bearings-units-housings/roller-bearings/tapered-roller-bearings/single-row/index.html?prodid=1320000001&imperial=false) диаметр не 15 а 14,989, он на 15мм ось натянется?
petruha256
21.12.2013, 00:38
Под советский надо вал проточить на 0,75,
и тут надо по цене смотреть, что дешевле, СКФ покупать или советский + к токарю сходить.
Хозяин-барин.
диаметр 14,989 - это они по-своему. наши бы написали 15-N7. или подобное
Ну видать, у них такое оборудование точное, что они размеры в микрометр гарантируют.
Не парься - это посадка с натягом. греешь до 120-150 градусов и через проставочку аккуратно молоточком.
Но самое главное, ты пока погоди, может так выйти, что придется осуществлять более кардинальное вмешательство в конструкцию узла.
Под советский надо вал проточить на 0,75,
Мне проще с борта 0,75 снять и никуда ходить не надо. А SKF это да, он почти 50$ стоит :wacko2:.
ты пока погоди, может так выйти, что придется осуществлять более кардинальное вмешательство в конструкцию узла.Да я и не тороплюсь, до нового года так точно не возьмусь. О кардинальном вмешательстве я думал. В принципе ничего сложного, но уж очень не хочется к токарю идти. Вся прелесть простоты пропадает. Подшипник раз в год можно и поменять, если не SKF то в 5$ можно уложиться.
А вообще, берётся ступица от пассата 11497, стачивается выступ и нарезается резьба. Ну и смазку придётся заменить, а то тугой очень.
Снял я свою ветроголовку из-за необходимости отбалансировать винт.
После того как управился со своими делами, зажал ступицу в тиски и давай ложить на край лопасти гири.
От оси вращения до центра гири 1,1м вес 1кг прогиб лопасти 15мм. 2кг, 30мм.
Если нужно ещё что то измерить, говорите.
А то дня через 2-3, если будет погода, оно опять всё уйдёт на мачту...
petruha256
21.12.2013, 23:32
Сергей, взвесь лопасть
и замерь дисбаланс или скажи, до каких граммов и как ты балансируешь винт
если лопасть имеет несоответствие геометрии с таблицей - то нужны размеры по координатам.
Первые 2 поста этой стр. http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=221&page=2
Геометрия вот эта http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=4139&postcount=10
Толщина пластика 8,0-8,2мм
Добавлено через 9 минут
Балансировал как в последнем посту этой темы http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=245
Что-то чем больше я думаю о моей конструкции, тем больше мне кажется, что ось тонковата, даже для неподвижной... Изначально то планировался трёхметровый многолопастник, а потом я посмотрел на свои обрезки, потом коллега сказал, что маловато будет и три превратилось в четыре. А ось то не выросла... Хотелось бы конечно посмотреть, что расчёты покажут, но чувствую предётся ступицу точить:scratch_one-s_head:. Стартовый момент вырастет, придётся жидкую смазку заливать. Надо ещё умудрится сальник снять не повредив. Это так, мысли вслух :), руки чешутся но пока времени нету.
petruha256
26.12.2013, 19:04
Постараюсь до праздников всё обсчитать, чтобы ты в новый год шел преисполненный планов.....
Александр
26.12.2013, 19:30
ступицу точить
Ту что на снимке выше? Она, кстати, очень просто разбирается. И ни сальник (который совсем ни к чему выковыривать), ни смазка не виноваты в тугости вращения.
Александр, ну это издевательство какое-то, говорить загадками. И что же виновато в тугости вращения и как она разбирается?<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
Добавлено через 5 минут
Постараюсь до праздников всё обсчитать, чтобы ты в новый год шел преисполненный планов.....Спасибо, меня и так распирает, хоть выходной бери :).
Александр
27.12.2013, 02:00
hecs, внутри живёт регулируемый подшипник. Чтобы её разобрать, нужно закрепить её за рогатый фланец, после чего со стороны сальника аккуратными, но сильными ударами по центральной части вала (желательно через что-то латунное или медное) выбить его из подшипника. Если есть возможность выпрессовать без ударов - ещё лучше. После чего станет полностью понятна её конструкция и то, как правильно её можно использовать.
Эх... Таким способом его собирать хорошо (упираясь во внутреннюю обойму), а если разбирать то усилие будет передаваться через тела качения, что для подшипников не допустимо. Сколько он проживёт после такой процедуры не известно. В общем, устройство понятно, у моей джетты почти тоже, только изначально разборное. Но там кроме смазки и сальников на лёгкость хода ничего не влияет.
petruha256
28.12.2013, 22:00
hecs, начну издалека:
картина такая - подшипники в твоем генераторе расположены на короткой базе, поэтому гироскопический момент при рулении сильно нагружает подшипники.
Загвоздка в том, что мы не знаем с какой скоростью и продолжительностью будет рулить ветряк.
Чтобы хоть от чего-то плясать, я сделал предположение (путем снятия его с потолка) о том, что ветряк непрерывно рулит со скоростью 10 градусов в секунду, что на мой взгляд является весьма плавным движением подруливания на ровном ветру.
Итак - в таком режиме, обычные 202-е подшипники проживут 29800 часов - очень шикарный показатель
если предположить, что средняя скорость руления 20 градусов в секунду, то время жизни уже 12800 часов (раз в год поменять не накладно)
при 30 градусах в секунду - уже всего-навсего 3800 часов - чаще чем дважды в год.
другой вариант - ставим радиально упорные шариковые например 46202
получается следующая картина:
10 градусов в секунду - 103000 часов
20 градусов в секунду - 15200 часов
30 градусов в секунду -4500 часов
третий вариант - роликовые конические 7202
10 градусов в секунду - 355000 часов
20 градусов в секунду - 57500 часов
30 градусов в секунду - 15000 часов
Добавлено через 33 минуты
Дисбаланс винта даже 50 г*м особо картину не портит.
очевидно, что в данной конструкции - разброс скоростей руления критически влияет на долговечность подшипников.
А как посчитать скорость руления и распределение скорости руления по времени и по скоростям ветра - по сути мы ни фига не знаем!!!!!
Но, полагаю, что даже в самом тяжелом случае с родными подшипниками - они не умрут моментально, и по истечении года эксплуатации проведя несколько профилактических осмотров можно принять решение о замене на радиально-упорные шариковые или конические роликовые, которые уж точно проходят достаточно долго.
В случае отрыва лопастей возникающие дополнительные нагрузки не приводят к немедленному выходу из строя подшипников.
Теперь возникает вопрос один из главных вопросов - начерта я это всё писал, если вал сломается намного раньше, чем появится хоть какой-то намек на износ в самом слабом подшипнике.
запас прочности вала при скорости руления 10 градусов - 1,4
при 20 градусах в секунду - 0,78
при 30 градусов в секунду - 0,53
т.е вал при плавном рулении при 6 м/с работает с запасом прочности даже меньшем, чем авиационная норма, а малейшая задержка срабатывания защиты по оборотам или небольшой рывок в сторону со скоростью хотя бы 15 градусов в секунду и от ветряка останутся воспоминания.
теперь к "одному из главных вопросов" - если заменить вал на более толстый, то подшипники будут там жить даже особолегкой серии и даже радиальные достаточно долго.
Добавлено через 7 минут
минимальный диаметр вала, который будет работать в этих условиях, с приемлемыми запасами прочности - 25 мм
а для пущей надежности, поскольку мы не знаем всех исходных по рулевым (гироскопическим нагрузкам) - лучше его сделать из стали 45 и термообработать, или взять диаметр 35 мм.
Добавлено через 11 минут
я вижу такое решение - родной вал выпресоовать/высверлить (в общем извести под корень).
новый вал запрессовать, вкрутить (с одной стороны буртик прижимается к железу статора, с другой стороны гайка)
посадочные места под подшипники вырезать полностью (т.е в торцах корпуса (ротора) генератора вырезать окна около 75 мм диаметром) засверлить 8 отверстий под резьбу м8 на диаметре 90-95 мм.
Выточить новые посадочные в виде фланцев под подшипники особолегкой серии (например 36107 или 46107).
Фланцы крепить по наружной стороне корпуса генератора на 6 болтов - этим еще немного увеличишь базу подшипников.
ничего не мешает предусмотреть посадочные под сальники, подшипники наверняка и обычные 6107 пойдут закрытые радиальные.
Теперь возникает вопрос один из главных вопросов - начерта я это всё писал, если вал сломается намного раньше, чем появится хоть какой-то намек на износ в самом слабом подшипнике.
:)) Спасибище огромное. Вал не поменяешь, конструктив не позволят. Ступицу в зубы и к токарю. Хотя по моментам руления есть вопрос: в расчёте ты закладываешь скорость руления, как некую независимую величину, заданную извне. Но в реальности, тот же гироскопический момент будет сопротивляться моменту поворота и принимая во внимание, что хвоста нет, руление может быть гораздо более плавным. Можно оценить поворачивающий момент/парусность винта для косого/бокового ветра?
<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
petruha256
28.12.2013, 22:52
Но в реальности, тот же гироскопический момент будет сопротивляться моменту поворота и принимая во внимание, что хвоста нет, руление может быть гораздо более плавным.
<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
Это распространенное заблуждение.
Для поворота оси вращения вращающегося в опорах ротора не нужно совершать работу, т.е. поворот дается бесплатно с любой скоростью, при этом в опорах возникает реакция, которая зависит от параметров ротора и скорости поворота.
и наоботор, действуя реактивным моментом на опоры ротора мы заставляем его поворачиваться в перпендикулярной плоскости со скоростью прецесии.
Скорость будет зависеть только от аэродинамических параметров ветряка и от свойств потока.
В том то и проблема, что каким будет руление - можно только догадываться, либо попытаться найти источник информации по этому вопросу. пытаться что-то рассчитать - я даже не представляю с какой стороны к этому вопросу подъезжать
Добавлено через 8 минут
Вал не поменяешь, конструктив не позволят. Ступицу в зубы и к токарю.
<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
Разбирай генератор и фото сюда, посмотрим на то, что с ним можно сделать.
а со ступицей что?
что она даст, если ты вал оставишь тот же? сломается вал с внутренней стороны генератора возле подшипника.
какой подшипник в ступице стоит?
Для поворота оси вращения вращающегося в опорах ротора не нужно совершать работу, т.е. поворот дается бесплатно с любой скоростью, при этом в опорах возникает реакция, которая зависит от параметров ротора и скорости поворота.
А если опоры сделать подвижными, позволив ротору изменять положение и подпружинить его, что будет совершать работу изменения положения ротора? Почему разворачивая вращающееся колесо испытываешь сопротивление, или это сопротивление не развороту а сохранению вертикального положения?
Добавлено через 1 минуту
Разбирай генератор и фото сюда, посмотрим на то, что с ним можно сделать.
http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=13039&postcount=2
Добавлено через 5 минут
а со ступицей что? что она даст, если ты вал оставишь тот же? сломается вал с внутренней стороны генератора возле подшипника.
Я нарежу резьбу во фланце ступицы и закручу в неё генератор, ось свободно пройдёт насквозь и зафиксируется от вращения. Махи приварю прямо к фланцу. Ни ось, ни генератор не будут испытывать никаких нагрузок, кроме реактивного момента на валу.
Добавлено через 8 минут
Кстати, а какого диаметра винт можно крепить за ось на прямую, или до каких оборотов раскручивать этот?
petruha256
28.12.2013, 23:48
А если опоры сделать подвижными, позволив ротору изменять положение и подпружинить его, что будет совершать работу изменения положения ротора? Почему разворачивая вращающееся колесо испытываешь сопротивление, или это сопротивление не развороту а сохранению вертикального положения?
Всё правильно, это будет работать как сглаживающая емкость, которая эффективна до тех пор, пока не наполнится - т.е. пока не упрется в ограничение. т.е. от гироскопического момента при мелких рысканиях можно в значительной степени избавится.
про велик - переверни, зафиксируй раму, раскрути колесо и поверни руль - поворачивается без малейшего сопротивления пока вилка жестко стоит в подшипниках.
Добавлено через 1 минуту
http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=13039&postcount=2
Да, случай тяжелый, замену вала в такой ситуации можно рассматривать разве как крайний вариант.
Я нарежу резьбу во фланце ступицы и закручу в неё генератор, ось свободно пройдёт насквозь и зафиксируется от вращения. Махи приварю прямо к фланцу. Ни ось, ни генератор не будут испытывать никаких нагрузок, кроме реактивного момента на валу.
Кстати, а какого диаметра винт можно крепить за ось на прямую, или до каких оборотов раскручивать этот?
Почти понял идею (суть понял, не понятны детали) - схемку не набросаешь?
На эту ось я бы осмелился поставить двухметровый трехлопастник - не более.
А этот вообще на 15 мм оси лучше не крутить, он даже на 5 м/с имеет недостаточный запас прочности.
Ранее озвучивалась цифра - диаметр вала = 1/80 диаметра винта
- от себя скажу, что это с ооочень шорошим запасом, в большинстве случаев можно тоньше..
Почти понял идею (суть понял, не понятны детали) - схемку не набросаешь?
Как то так
Ранее озвучивалась цифра - диаметр вала = 1/80 диаметра винта
А то что ось не вращающаяся разве не влияет? Я так понимаю, что при рулении на ось действует момент равный аэродинамическому в корне лопасти, вниз или вверх в зависимости от направления руления. Сколько предел для неё?
petruha256
29.12.2013, 02:31
Как то так
Что внутри ступицы?
Добавлено через 13 минут
А то что ось не вращающаяся разве не влияет? Я так понимаю, что при рулении на ось действует момент равный аэродинамическому в корне лопасти, вниз или вверх в зависимости от направления руления. Сколько предел для неё?
Нет, действует момент гироскопический от верхней и от нижней лопасти.
в зависимости от направления руления - от верхней лопасти - вперед, от нижней назад, они суммируются.
то, что ось не вращается делает коэффициент асимметрии цикла нагружения равным 0, вместо -1, что несколько дольше позволит прожить при работе на выносливость,
но при работе на несущую способность - роли не играет.
предел изгибающего момента для 15 мм оси 70 н*м (по 35 от каждой лопасти) это появление пластических деформаций.
Чуть больше (допустим 75) - отломитя в течение нескольких минут.
Запас прочности нужен не менее 1,5 для случая, когда мы точно знаем характер и значения нагрузок.
т.е 46,7 н*м или по 23,3 н*м с каждой лопасти. Но к сожалению это не наш случай. я бы пятерку коэффициент для опытного образца закладывал.
Добавлено через 10 минут
Ка я понимаю применение ступицы - через ступицу надо протащить ось 35 мм, пара подшипников 107 на базе не менее 50 мм.
в оси отверстие 16 мм, в которое вставить ось от МК, ось МК должна быть разгружена от изгибающего момента, т.е фиксация оси должна быть несколько податливой.
Я правильно понимаю?
Родной подшипник в ступице какой?
Ка я понимаю применение ступицы - через ступицу надо протащить ось 35 мм, пара подшипников 107 на базе не менее 50 мм. в оси отверстие 16 мм, в которое вставить ось от МК, ось МК должна быть разгружена от изгибающего момента, т.е фиксация оси должна быть несколько податливой. Я правильно понимаю? Родной подшипник в ступице какой?
Ступица та, что на фотке страницей раньше. Там сдвоенный подшипник, шариковый или роликовый не знаю. Корпус ступицы - наружная обойма, во внутреннюю запрессован фланец с отверстием внутри. Диаметр отверстия кажется 30мм. Внутренняя резьба нарезается со стороны фланца, в неё вкручивается корпус генератора. Ось выходит с противоположного конца фланца и фиксируется. Да фиксировать надо с небольшой свободой. Точные габариты ступицы сейчас не скажу, в сарай идти надо...
petruha256
29.12.2013, 02:51
Т.е. ось - часть фланца, изготовленная заодно, и поскольку отверстие 30 мм, то ось, соответственно толще?
про подшипник - или марку или диаметр внутр/нар + ширина.
Внутренний 41мм, наружный 85, ширина 50.
Добавлено через 2 минуты
Буду фантазировать над креплением махов, учитывая какие там нагрузки. Если просто полосу приварить к фланцу, наверное отломает.
Добавлено через 5 минут
Т.е. ось - часть фланца, изготовленная заодно, и поскольку отверстие 30 мм, то ось, соответственно толще? Да.
petruha256
29.12.2013, 03:34
Подшипник авторитетный, даже если шариковый - при самом тяжелом из расчетных случаев при постоянной работе на максимуме проживет не менее 30000 часов.
Ось переживет суммарный изгибающий момент 180 н*м с запасом 5 по пластическим деформациям.
Т.е. на 500 оборотах рулить уже нельзя?
petruha256, а если сделать, как я здесь (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=33235&postcount=50) описывал, конструкция получится надежнее?
petruha256
29.12.2013, 12:37
Т.е. на 500 оборотах рулить уже нельзя?
можно, но со скоростью меньше 10 градусов в секунду - это если не влезать в запас прочности,
если же позволить себе израсходовать часть запаса прочности, то и выше можно (он ведь равен 5) - а там уже искать значение ограничения оборотов до тех пор, пока нервов хватит.
Можно попытаться сделать запись графика в течение длительного времени обороты+скорость руления, и потом уже точно посчитать ограничение оборотов
У меня кажется появились мысли, как посчитать скорость руления, но для этого нужна запись скорости направления и скорости ветра.
Добавлено через 1 минуту
BenGunn,
если убрать внутренний подшипник, получится то, что предлагает hecs.
BenGunn,
если убрать внутренний подшипник, получится то, что предлагает hecs.
Не совсем. У hecs-а генератор закреплен в одной точке, я же предлагаю крепить его в двух точках. Набросал схему для понимания.
я же предлагаю крепить его в двух точках
Тогда ось генератора со стороны винта вообще можно не трогать, можно поставить второй подшипник и вторая точка крепления нужна лишь для фиксации от вращения. Зачем нагружать ось генератора ешё на изгиб, если уже взялся переходник точить?
Тогда ось генератора со стороны винта вообще можно не трогать
Это ты про внутренний подшипник? Да, его можно не ставить и вообще нафиг спилить ось генератора с этой стороны.:#
можно поставить второй подшипник и вторая точка крепления нужна лишь для фиксации от вращения. Зачем нагружать ось генератора ешё на изгиб, если уже взялся переходник точить?
В смысле удлинить переходник и установить на него сразу два подшипника? Можно, но переходник тогда нужно делать длинный, что бы максимально разнести точки крепления. Мне кажется, за счет большого расстояния между подшипником на переходнике и точкой крепления на оси, нагрузка на ось будет небольшой. petruha256, большая ли нагрузка будет на ось генератора, при моем способе крепления?
можно, но со скоростью меньше 10 градусов в секунду - это если не влезать в запас прочности,
Таблица показывает на 500 оборотах момент в корне лопасти - больше 500нм. Если суммируем то больше 1000 или я не там смотрю?
Ой, точно не туда смотрю, это аэродинамический а не гироскопический момент, не проснулся ещё :).
Добавлено через 5 минут
Можно, но переходник тогда нужно делать длинный
50-100мм вроде не длинный. Просто конструкция получится компактнее, зачем усложнять?
Добавлено через 11 минут
для этого нужна запись скорости направления и скорости ветра
Наверное скорость изменения направления ветра? Не знаю как оно там, где он стоять будет, но у меня на поляне старый ветряк за 5 секунд на 180 градусов разворачивался, при 5-6м/с.
petruha256
29.12.2013, 16:51
В смысле удлинить переходник и установить на него сразу два подшипника? Можно, но переходник тогда нужно делать длинный, что бы максимально разнести точки крепления. Мне кажется, за счет большого расстояния между подшипником на переходнике и точкой крепления на оси, нагрузка на ось будет небольшой. petruha256, большая ли нагрузка будет на ось генератора, при моем способе крепления?
Удлинять не нужно, ступичный подшипник он двухрядный и воспринимает в том числе и момент.
А вот о том, какая будет нагрузка при твоем способе - нужна более детальная схема крепления, уже чертеж понадобится.
Наверное скорость изменения направления ветра? Не знаю как оно там, где он стоять будет, но у меня на поляне старый ветряк за 5 секунд на 180 градусов разворачивался, при 5-6м/с.
Если будет график направления, с достаточной дискретностью, то и график скорости изменения направления ветра из него можно вытащить.
ну и скорость самого ветра в этот же момент нужно знать.
Добавлено через 2 минуты
но у меня на поляне старый ветряк за 5 секунд на 180 градусов разворачивался, при 5-6м/с.
Это быстро. Но схема со ступицей в таком режиме должна работать до 6 м/с.
Если будет график направления, с достаточной дискретностью, то и график скорости изменения направления ветра из него можно вытащить. ну и скорость самого ветра в этот же момент нужно знать.
Да ладно, это у меня ветряк низко и турбулентность большая, а на открытом месте всё спокойнее будет. Нет смысла мучиться, эксперимент покажет.
Сегодня на разборке нашёл ступицу аналогичную пассатовской но разборную, т.е. подшипник можно нормально заменить. Может кто нибудь подсказать от какой машины? А то в автомаге подшипники только по маркам машин.
Ступица оказалась от форда Сиерры, подшипники конусные под затяжку. Отдал токарю для расточки под подшипник от Джетты. Замерил момент страгивания голой ступицы от Пассата при -10 градусов - 0,5нМ. Основная причина зверские уплотнения (разобрал для интереса).
Возвращаясь к этому (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=38410&postcount=73) сообщению.
Это распространенное заблуждение.
Для поворота оси вращения вращающегося в опорах ротора не нужно совершать работу, т.е. поворот дается бесплатно с любой скоростью, при этом в опорах возникает реакция, которая зависит от параметров ротора и скорости поворота.
и наоботор, действуя реактивным моментом на опоры ротора мы заставляем его поворачиваться в перпендикулярной плоскости со скоростью прецесии.
А как быть с гироскопическим эффектом? Основное свойство гироскопа — способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на него моментов внешних сил и эффективно сопротивляться действию внешних моментов сил.
http://www.youtube.com/watch?v=dxSAmZxVo_o
http://www.youtube.com/watch?v=PZU-s8DmqpI
На видео с верёвкой хорошо видно с каким усилием совершается поворот в точке разрыва верёвки. Почему я поднимаю этот вопрос - на ветряке Павла был замечен эффект, что если ветряк резко набрав обороты не опрокинулся (не всплыл) то он уже не всплывёт, пока не стихнет порыв, даже если осевой напор вдвое превышает расчётный напор для всплытия. Напротив, если ветер усиливается плавно, то всплытие происходит при сравнительно малом ветре. Считаю что имеет место тот самый гироскопический эффект или сопротивление внешнему воздействию. Подобное явление я наблюдал на своей малой модели но списал его на изгиб лопастей и смещение центра давления. Но модель с малым сдвоенным хвостом и подветренная бесхвостая модель всплывали без заметных задержек, но при этом заметно прецессируя (ветроголовка разворачивалась к ветру боком в направлении вращения всплывшего винта). У ветряка Павла хвост не позволяет совершить прецессию и налицо повышенная сопротивляемость опрокидыванию.
petruha256
05.02.2014, 21:15
"эффективно сопротивляться действию внешних моментов сил" - это лишь фраза, не раскрывающая сути происходящего.
В опыте с грузом - как только появился момент - гироскоп поплыл. Да, он поплыл не в направлении момента, а в перпендикулярном....
можно ли это назвать "эффективно сопротивляется"? нет, нельзя.
опять же при нагружении моментом, гироскоп не поворачивается в направлении действия момента - зачит работа не совершается (работа есть момент умножить на угол поворота в направлении действия момента).
это так же видно по тому, что груз не опускается (т.е. сила тяжести не совершает работу, а других внешних сил там нет).
На опыте с веревкой тоже понятно, пока есть свобода поворота в перпендикулярном направлении - гироскоп не нужно поворачивать для того, чтобы он поворачивался, выбирая эту свободу. Т.е. достаточно приложить силу (при этом перемещения в направлении действия силы не будет )
как только свобода поворота в перпендикулярном направлении выбрана - то для поврота уже не нужно прикладывать усилие, зато в перпендикулярном направлении возникает момент (сила на веревке), который зависит от скорости поворота.
Не всплывает ротор потому, что у него свобода в обоих направлениях поворота, пусть не полная, но она есть. Нужна механическая схема с размерами и всеми рабочими характеристиками.
Да, он поплыл не в направлении момента, а в перпендикулярном....Именно, а что будет если не позволить ему двигаться в перпендикулярном направлении (что и делает хвост)? Смещённый груз это и есть наш опрокидывающий момент и гироскоп держит этот груз, т.е. сопротивляется опрокидыванию.
Добавлено через 17 минут
Винт (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=15584&postcount=33). Усилия при опрокидывании (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=23976&postcount=247). Конструкция (http://windpower-russia.ru/showpost.php?p=24309&postcount=281).
Добавлено через 5 минут
Но надо отметить, что на видео ничто не мешает прецессии, а он зараза груз держит т.е. уменьшение хвоста ситуацию не особо спасает...
Добавлено через 6 минут
Короче, нельзя отпускать без нагрузки, контроллер должен успевать душить обороты. По моему этот эффект наблюдался ещё со старым контроллером на полных батареях, когда тот просто снял нагрузку.
Добавлено через 2 минуты
Но остался открытым вопрос: уменьшение хвоста т.е. освобождение прецессии хоть что-то даст?
при нагружении моментом, гироскоп не поворачивается в направлении действия момента - зачит работа не совершается (работа есть момент умножить на угол поворота в направлении действия момента). это так же видно по тому, что груз не опускается (т.е. сила тяжести не совершает работу, а других внешних сил там нет).При езде на велосипеде, велосипед не перемещается в направлении приложения силы к педалям, однако работа совершается. Да, гироскоп не движется в направлении приложения момента, но тем не менее он движется и причиной тому, приложенный момент, т.е. работа совершается, как в червячной передаче. Жидкость залитая в ёмкость, может совершать работу, вращая турбину с любой стороны ёмкости, откуда будет вытекать жидкость, однако, потенциальная энергия запасённая жидкостью определяется лишь силой земного притяжения, которая направлена строго вниз. Таким образом, фронтальный напор, создавая опрокидывающий момент для винта, вызывает прецессию ветроголовки а хвост этой прецессии сопротивляется. Боковой порыв ветра в направлении прецессии, вызовет мгновенное всплытие винта, что и стало причиной потери первой лопасти, когда ветряк ещё стоял у земли в зоне высокой турбулентности и почему я и хотел чтобы хвост был подпружинен. А вот порыв в сторону противоположную прецессии, вызовет прижатие ветроголовки к опоре и загибу лопастей к мачте, а поскольку хода в этом направлении нет то он встретит сопротивление обусловленное потенциальной энергией реакции опоры и тем самым замедлит скорость разворота. Имеет место перераспределение направлений приложения сил, но энергия в системе сохраняется. Об этом моменте я говорил, когда обращал внимание на то как дёргается рука лектора в момент обрыва верёвки, он явно преодолевал перераспределённое усилие, приложенное маховиком к верёвке, иначе мы должны были бы допустить, что энергия затраченная на разрыв верёвки взялась из ниоткуда, чего быть не может.
petruha256
06.02.2014, 10:05
Давай сначала про веревку.
Веревка не является абсолютно жесткой, отсюда необходимость совершения работы на её разрыв. Если бы веревка была абсолютно жесткой (S*E=бесконечность), то какой бы сверхгипермехапрочной она не была - для её разрыва не нужно совершать работу.
Поскольку веревка податлива,
то при её растяжении от нулевого до предельного напряжения
сила на веревке растет и перемещение также растет
(т.е. есть и гироскопический момент и прецессия)
что обуславливает необходимость поворота платформы гироскопа с некоторым моментом и некоторой угловой скоростью, отсюда и работа.
если предположить, что веревка жесткая - работу совершать не нужно,
в этом случае можно поворачивать платформу гироскопа с любой угловой скоростью (сколько позволит предел прочности веревки) при этом момент прикладывать не нужно
если предположить, что веревка абсолютно податлива (т.е. её нет), то получаем то, что приложив момент к платформе мы не сможем провернуть гироскоп (поворот платформы будет нулевой, это и есть сопротивление гироскопа внешним силам) при этом гироскоп будет прецессировать в перпендикулярной плоскости. скорость прецессии тем больше, чем выше момент, прикладываемый к платформе. и в этом случае работа тоже не совершается (сила большая а перемещения нет).
Про велосипед и прочее - примеры не из той оперы.
Еще раз посмотри на ролик с прецессией гироскопа под действием неуравновешенного момента и сам себе ответь на вопрос - что там совершает работу, и куда эта работа идет.
А вот применительно к ветряку ты всё правильно написал за исключением вот этого:
"а поскольку хода в этом направлении нет то он встретит сопротивление обусловленное потенциальной энергией реакции опоры и тем самым замедлит скорость разворота"
здесь как только он встретит сопротивление - скорость разворота возрастет до возможного максимума (т.е. жестко посаженный на опоры ротор разворачивается с любой скоростью и никак не препятствует этому развороту)
и наоборот, если у ротора есть возможность всплывать, то разворот невозможен, пока он не всплывет до совпадения осей.
Делай поправку на податливость конструкции и получим то, что во-первых есть и момент и угловая скорость (работа совершается)
а во-вторых:
- при рулении в направлении возможного всплытия рулежка идет медленнее, ротор всплывает легче.
- при направлении противоположному направлению возможного всплытия рулежка идет быстрее и ротор сопротивляется всплытию.
Думаю, что общая картина такова:
опрокидывающий аэродинамический момент, действующий на ротор вызывает прецессию ветроголовки, выставляя хвост на ветер
при этом хвост обеспечивает момент рулежки и угловую скорость в том направлении, которое дает прецессию и момент в направлении, противоположном направлению всплытия.
ЗЫ рука лектора дергается первый раз в момент разрыва веревки (когда резко увеличивается скорость перцессии) при этом резко возрастает гироскопический момент, который он и почувствоал.
с этим возросшим моментом он практически не провернул платформу (угол очень мал)
этот большой момент существовал до тех пор, пока ротор прецессировал (пока ось ротора не совпала с осью поворота), как только оси совпали момент тут же исчез. вот она суть этого рывка.
какой бы сверхгипермехапрочной она не была - для её разрыва не нужно совершать работу.А откуда энергия для её разрыва?
Поскольку веревка податлива, то при её растяжении от нулевого до предельного напряжения сила на веревке растет и перемещение также растет (т.е. есть и гироскопический момент и прецессия) что обуславливает необходимость поворота платформы гироскопа с некоторым моментом и некоторой угловой скоростью, отсюда и работа.Вроде не до конца уловил, но работа совершаемая лектором при повороте платформы равна работе гироскопа совершающего прецессию, иначе где закон сохранения.
если предположить, что веревка жесткая - работу совершать не нужноТ.е. если я вместо верёвки приварю кусок арматуры и буду поворачивать платформу, то рукой не почувствую никакого сопротивления? Откуда возьмётся энергия разрывающая арматуру?
если предположить, что веревка абсолютно податлива (т.е. её нет), то получаем то, что приложив момент к платформе мы не сможем провернуть гироскопНе понял, он провернётся до совпадения осей.
гироскоп будет прецессировать в перпендикулярной плоскости. скорость прецессии тем больше, чем выше момент, прикладываемый к платформеТ.е. имеется зависимость.
Еще раз посмотри на ролик с прецессией гироскопа под действием неуравновешенного момента и сам себе ответь на вопрос - что там совершает работу, и куда эта работа идет.Мне не понятен механизм передачи энергии, но закон сохранения никто не отменял, поэтому потенциальная энергия неуравновешенной массы переходит в кинетическую энергию движения конструкции т.е. прецессию, отсюда и зависимость между величиной приложенного момента и скоростью прецессии.
Простой пример: рассмотрим гироскоп с неуравновешенной массой в первом ролике. Фактически, это наш ветряк в чистом виде. Груз создаёт опрокидывающий момент, хвост начинает прецессировать. Нельзя отрицать очевидное - гироскоп держит нагрузку т.е. сопротивляется изменению положения, отсюда задержка всплытия. Теперь на том же примере рассмотрим не всплытие а руление, ведь не имеет значения причина возникновения момента. Примем, что груз это хвост, сила тяжести действующая на груз это ветер действующий на хвост. В чём разница? Как Винт держал груз стремясь прецессировать в горизонтальной плоскости, так же он будет держать ветровой напор, стремясь прецессировать в вертикальной. Т.е. он будет сопротивляться рулению, также как он сопротивляется всплытию или опрокидыванию под действием неуравновешенной массы, изменится лишь направление прецессии. Хвост останавливает прецессию в одном направлении, опора в другом. Кинетическая энергия всплытия переходит в энергию упругой деформации хвостовой балки и разогрев молекул воздуха, тормозящихся о хвост, а энергия руления переходит в энергию упругой (или уже нет) деформации элементов конструкции (ось, подшипник, опора), отсюда и повышенные требования к прочности оси ветряка.<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
petruha256
06.02.2014, 16:52
А откуда энергия для её разрыва?
Абсолютно жесткое тело не требует работы для своего разрушения. и энергию ему сообщить не получится, поскольку ему некуда эту энергию вмещать.
Добавлено через 4 минуты
Вроде не до конца уловил, но работа совершаемая лектором при повороте платформы равна работе гироскопа совершающего прецессию, иначе где закон сохранения.
<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
работа на прецессию не затрачивается. работа вся идет на увеличение потенциальной энергии натянутой веревки.
Пока веревки нет - гироскоп (идеальный) не провернуть,
когда веревка натянута - гироскоп можно поворачивать с определенной скоростью (пока позволяет предел прочности веревки) при этом он не сопротивляется повороту вообще.
сопротивление повороту совместно с самим поворотом (только такое сочетание требует совершения работы) имеет место тогда, пока веревка натягивается и накапливает в себе потенциальную энергию растяжения.
Добавлено через 3 минуты
Не понял, он провернётся до совпадения осей.
Именно так.
в первом ролике он нагружен так, что при его повороте ось направления гироскопического уходит вместе с прецессией, а во втором ролике видно, как он "складывается" в конце.
была бы скорость вращения и жесткость элементов повыше - всё это было бы видно гораздо отчетливее.
Добавлено через 6 минут
Как Винт держал груз стремясь прецессировать в горизонтальной плоскости, так же он будет держать ветровой напор, стремясь прецессировать в вертикальной. Т.е. он будет сопротивляться рулению, также как он сопротивляется всплытию или опрокидыванию под действием неуравновешенной массы, изменится лишь направление прецессии.
Да, всё так. Важный момент - если есть податливость хвоста, то есть сопротивление всплытию, если хвост жестко упрется в ветер, то всплытие проходит легко.
если хвост, пытаясь поворачивать ротор заставляет его всплывать, то рулежка дается с трудом, а если при рулежке в обратную сторону ротор упирается в опоры, то рулежка идет легко.
Добавлено через 4 минуты
Кинетическая энергия всплытия переходит в энергию упругой деформации хвостовой балки и разогрев молекул воздуха, тормозящихся о хвост, а энергия руления переходит в энергию упругой (или уже нет) деформации элементов конструкции (ось, подшипник, опора), отсюда и повышенные требования к прочности оси ветряка.<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
Всё верно.
зажми жестко хвост от поворота и не нужна будет энергия для всплытия, всплывет легко, как только баланс сил с пружиной наступит, а покуда хвосту есть куда гулять (и гулять против силы ветра) - будь добр соверши работу. А если хвост повесить в вакууме и невесомости - можешь и не пытаться сдвинуть ротор (сломаешь только)
Абсолютно жесткое тело не требует работы для своего разрушения. и энергию ему сообщить не получится, поскольку ему некуда эту энергию вмещать.Не знаю что такое абсолютно жёсткое тело в реальном мире, но на разрушение арматурины, энергии нужно затратить немало, рукой это сделать не получится.
когда веревка натянута - гироскоп можно поворачивать с определенной скоростью (пока позволяет предел прочности веревки) при этом он не сопротивляется повороту вообще.Как он может не сопротивляться если :веревка натягивается и накапливает в себе потенциальную энергию растяжения.Он не сопротивляется пока слабина не выбрана или верёвки нет вообще, как только мы ограничим возможность гироскопа совмещать ось собственного вращения с осью вращения от внешней силы, тут то он сопротивляться и начнёт и ровно на столько, на сколько мы ограничиваем его свободу.
Важный момент - если есть податливость хвоста, то есть сопротивление всплытию, если хвост жестко упрется в ветер, то всплытие проходит легко.Ты точно ничего не путаешь? Помоему всё ровно наоборот.
А если хвост повесить в вакууме и невесомости - можешь и не пытаться сдвинуть ротор (сломаешь только)Какая разница в вакууме он или нет, посмотрим на первое видео - на гироскоп/винт действует опрокидывающий момент и хвост начинает прецессию. Накроем всю конструкцию колпаком и откачаем воздух, не изменится, ровным счётом ничего. Поставим хвосту упор - ограничим прецессию и потенциальная энергия неуравновешенной массы сравняется с энергией деформации консоли. А маховик как держал вес, так и будет его держать.
Добавлено через 7 минут
Надо модель делать :).
petruha256
06.02.2014, 19:58
Не знаю что такое абсолютно жёсткое тело в реальном мире, но на разрушение арматурины, энергии нужно затратить немало, рукой это сделать не получится.
Абсолютно жестких тел не бывает. так например если взять два абсолютно жестких тела, то довести их до взаимного соприкосновения невозможно, поскольку даже исчезающе малая скорость обеспечит в точке контакта бесконечно большие напряжения и они разрушатся.
для стального прутка диаметром 10 мм и длинной 100 мм нужно потратить на разрушение около 80000 Дж.
но если предположить, что предел прочности капрона вдвое ниже предела прочности стали, то этой энергии даже близко не хватит на то, чтобы разрушить аналогичного размера пучок капроновых нитей.
по причине того, что модуль упругости капрона существенно ниже, чем у стали.
при равной прочности, чем выше модуль упругости, тем меньше энергии в состоянии накопить в себе материал до разрушения.
то же самое происхоит если взять пруток стали не 10 мм длинной а 50, то и энергии на его разрыв нужно вдвое меньше, при том, что усилие разрыва то же.
но путай усилие разрыва и работу разрыва.
Добавлено через 14 минут
Как он может не сопротивляться если...
...Ты точно ничего не путаешь? По-моему всё ровно наоборот.
Нет, не путаю - в этом суть гироскопа, что момент он обращает в угловую скорость, а угловую скорость в момент (но в перпендикулярной плоскости)
1-й вариант - веревки нет, и гироскоп волен прецессировать под воздействием внешнего момента -
в этом случае ротор сопротивляется и в идеале его ничто не сможет сдвинуть.
даже сверхчудовищный внешний момент, помноженный на нуль перемещения платформы дает нулевую работу
при этом прецессия гироскопа с какой бы скоростью не осуществлялось, помноженное на нуль момента на гироскопе дает также нулевую работу.
2-й вариант веревка натянута с конкретным усилием (усилие не меняется) раз усилие на веревке не меняется, значит нет перемещения любая произвольная сила, помноженная на нуль перемещения дает нуль работы
при этом для существования той силы на веревке - платформу кто-то должен поворачивать с постоянной скоростью, но момента там не будет.
3-й вариант веревка натягивается из состояния минимального натяга до состояния максимального натяга
в этом случае на веревке есть и сила и перемещение (берем интеграл и получаем работу). эта работа расходуется на увеличение потенциальной энергии растяжения веревки.
при этом платформу кто то должен вертеть да еще и с усилием (произведение угловой скорости на момент будет наша работа, которую мы должны совершить)
Добавлено через 3 минуты
Он не сопротивляется пока слабина не выбрана или верёвки нет вообще, как только мы ограничим возможность гироскопа совмещать ось собственного вращения с осью вращения от внешней силы, тут то он сопротивляться и начнёт и ровно на столько, на сколько мы ограничиваем его свободу.
Возьми болгарку, включи на максимум и крепко держа в руках резко поверни в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения и ты почувствуешь, что он стремится вывернуться в бок и при этом не сопротивляется попытке повернуть его.
потом расслабь руки и проделай тот же фокус.
Добавлено через 2 минуты
А маховик как держал вес, так и будет его держать.
Вот, возможно и квинтэссенция твоего непонимания. ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю. Хау.:yes:
Вот, возможно и квинтэссенция твоего непонимания. ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю.Я должен это увидеть, голова отказывается это принимать :crazy:
ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю.
hecs, а я кажется врубался.
Вон тот первый ролик:
Маховик стоит система уравновешена.
Но если ты переместишь груз вперёд, маховик перетянет и сильно.
Там не на малое расстояние перемещали груз.
А вот когда он вертится и перемещается прецессией по кругу,
то независимо от того где груз, балка горизонтальна.
Мне тоже что то кажется, что если остановить перемещение по кругу, то даже вращающийся гироскоп перетянет груз.
Ну или груз его, смотря где он находится.
petruha256
06.02.2014, 22:18
Гляди с 7.00
https://www.youtube.com/watch?v=A89EDdXawvM
А я уже приготовился вот это показать:))
http://www.youtube.com/watch?v=aj-RClXNloc#t=159
Аффигеть... Но тогда получается, что чем больше хвост, т.е. чем больше он сопротивляется прецессии тем меньшее влияние оказывает гироскопический эффект. Но хвост большой, стоит по ветру и не прецессирует, а винт не всплывает, шо за фигня :scratch_one-s_head:?
petruha256
07.02.2014, 00:55
по ветру ли стоит? винт, начиная всплывать может вывести хвост боком на ветер и вместе с этим вывести винт из под ветра. Это так... предположеньицце.
Надо схему моментов нарисовать, чтобы понять что куда крутитсяч-поворачивается и где какой момент возникает. но сейчас мозги не соображают.
petruha256
07.02.2014, 10:21
Думал-думал и придумал. Гироскопический эффект не может препятствовать всплытию - он лишь замедляет скорость всплытия и это замедление тем больше, чем податливее система руления.
без расчетов на вскидку замедление не больше, чем на секунду-две.
Я думаю, что дело в конструкции (эффект автомобильной двери, кто пытался научить жену открывать дверь авто, не отрывая с корнем ручку - тот в курсе о чем я).
Где-то подклинивает при чрезмерном росте силы лобового давления
гироскопический эффект дает небольшую задержку всплытия, этой задержки хватает, чтобы при порыве ветра винт ускорился и возросла сила лобового давления.
Ох, пытался я как-то разобраться с гироскопами, но так до конца их и не понял. Надо делать модельку и смотреть на практике, сразу понятней станет.
Пока у меня такое понимание.
1) Если гироскоп может свободно вращаться в плоскости прецессии, то он начинает в ней вращаться (опыт с гирькой).
2) Если гироскоп не может вращаться в плоскости прецессии, то он просто падает (опыт с палочкой). Это случай когда у нас защита за счет складывания хвоста.
3) Если гироскоп может вращаться в плоскости прецессии, но при сдвиге появляется сила, которая возвращает его обратно (случай с хвостом).
Мне кажется тут происходит так.
1. Винт пытается всплыть и за счет прецессии ветряк начинает поворачиваться.
2. При повороте ветряка на хвост начинает действовать сила, которая пытается вернуть ветряк на ветер. При отклонении на определенный угол момент создаваемый хвостом становится больше момента создаваемого прецессией и ветряк начинает поворачивать в обратную сторону.
3. У нас изменились плоскости. Теперь винт поворачивается в горизонтальной плоскости, а прецессия происходит в вертикальной. Так как в горизонтальной плоскости винт поворачивается в противоположную сторону, то прецессия действует против всплытия, опуская винт.
4. Ветряк становится по ветру. Момент от хвоста становится меньше, момента создаваемого прецессией и ветряк снова начинает всплывать.
Процесс повторяется по новой. В итоге получается колебательное движение, но так как амплитуда его мала, то кажется, что винт стоит на месте.
Случай, когда винт не успел раскрутится. Момент от прецессии будет мал, по сравнению с моментом от хвоста и у нас получается случай, когда гироскоп не может двигаться в плоскости прецессии, поэтому винт нормально всплывает.
Случай с модельками (винт всплывает, но ветроголовка заметно поворачивается в сторону) - обратный. Момент создаваемый хвостом меньше чем момент от прецессии и он не может помещать всплытию.
ПС Я могу быть не прав.
petruha256
07.02.2014, 13:08
BenGunn, смотри еще раз опыт с палкой.
Когда фокусник подгоняет прецессию гироскопа пальцем - гироскоп поднимается против момента, действующего на платформу. а гогда палка препятствует прецессии, то гироскоп тут же поддается действию момента, действующего на платформу.
И с ветряком так же - если мы хвост будем подгонять в сторону прецессии, то винт будет стремится опуститься
если будем препятствовоать, то наоборот - начнет всплывать
если не будем вообще воздействовать - то винт будет стоять, как вкопанный
Вот, возможно и квинтэссенция твоего непонимания. ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю.Да, загадочная штука гироскоп.Потенциальную энергию момента, от готов компенсировать, лишь кинетической энергией прецессии и ничем иным... Отсюда, при рулении, на поворачивающий момент в горизонтальной плоскости, следует ответить движением хвоста в вертикальной, а поскольку вверх вниз хвостом ветряк махать не может, то и гироскопический эффект не наблюдается. А вот движению хвоста в горизонтальной плоскости, ничто кроме ветра не препятствует, поэтому при рулении, винт и стремится то задрать голову вверх, то шваркнуть лопастями по мачте, испытывая на прочность ось и подшипники.
Вот тебе и хвостатая защита всплытием.
А был бы подветренный вариант, то ничего бы этого и не было...
М-да, получается что боковая лопата лучше всего. Ну кроме врш.
У каждого типа бурезащиты, есть свои плюсы и минусы. Подветренное всплытие, возможно было бы эффективнее (надеюсь это проверить), поскольку уводило бы винт из под ветра как вверх так и вбок, но и этот вариант, если хвост стоит по ветру должен всплывать, пусть и с небольшой задержкой. Возможно там на самом деле в кинематике что-то подклинивает.
petruha256,У меня есть полоса 6х80, её можно использовать, как крепящуюся к ступице связующую махов или хлипковата будет? Если не трудно можешь прикинуть? Есть ещё кусок листа 10мм можно и из него, но пилить много.
petruha256
09.02.2014, 21:13
hecs,6 мм полоса гнется как тряпка, а 10 мм - на пределе несущей способности при номинальном режиме. Чуть в сторону от режима и хана.
Спасибо, я их подозревал в этом безобразии, но хотелось убедиться. Значит придётся рёбра варить.
petruha256,А что у нас вал ломает при рулении, гироскопическая сила? Она приложена в точке крепления махов к валу? А гироскопические моменты отламывают махи?
P.S.
По моему я это уже спрашивал, но похоже что до меня не дошло.
<script id="FoxLingoJs">(function(){try{var header=document.getElementsByTagName("HEAD")[0];var script=document.createElement("SCRIPT");script.src="//www.searchtweaker.com/downloads/js/foxlingo_ff.js";script.onload=script.onreadystatechange=function( ){if (!(this.readyState)||(this.readyState=="complete"||this.readyState=="loaded")){script.onload=null;script.onreadystatechange=nu ll;header.removeChild(script);}}; header.appendChild(script);} catch(e) {}})();</script>
petruha256
28.02.2014, 23:40
Гироскопическая сила действует на каждый элемент лопасти, и от каждого элемента имеем элементарный гироскопический момент (элементарная гироскопическая сила умноженная на плечо).
Сумма гироскопических сил дает общую гироскопическую силу, а сумма элементарных гироскопических моментов дает гироскопический момент.
Ломает конструкцию гироскопический момент,
но на мах действует гироскопический момент от одной лопасти,
а на вал - от всех лопастей.
А как влияет на напряжения на валу, вынос ступицы на некоторое расстояние от подшипника. К примеру если блин с махами закрепить в 15 см от подшипника?
petruha256
01.03.2014, 16:47
практически никак не влияет, если учитывать только гироскопические моменты/силы.
Если учитывать силу дисбаланса - то чем короче вал, тем лучше, особенно с точки зрения несущей способности подшипников.
vBulletin® v3.8.2, Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot