Cтраница 3
Примером генератора незатухающих колебаний служат часы. Маятник подобен колебательному контуру. Закрученная пружина аналогична анодной батарее, а роль лампы выполняет механизм часов. Энергия закрученной пружины поддерживает незатухающие колебания маятника. [31]
При движении баланса 1 против часовой стрелки вокруг неподвижной оси А контактный палец 2, закрепленный на балансе /, входит в соприкосновение с внутренней стороной пластинки 3 и, перемещаясь по ней, отводит ее слегка назад. Электрическая цепь при этом замыкается, якорь 4 притягивается к башмакам а электромагнита 5, и баланс 1 получает импульс. При достижении якорем 4 вертикального положения контактный палец 2 соскакивает с пластинки 3 и цепь размыкается. При обратном движении баланса под действием закрученной пружины, не показанной на рисунке, контактный палец 2 взаимодействует с наружной нетокопроводящей стороной пластинки 3 я электрическая цепь остается разомкнутой. [32]
Каждая из деталей, число которых регистрируется счетчиком, двигаясь в направлении, указанном стрелкой Р, задевает за рычаг 1, который поворачивается относительно неподвижной оси А. Соответственно храповое колесо 2 с собачкой 3 поворачивается вокруг оси А на один зуб. Диск 5 показывает число прошедших деталей. При этом собачки 3 и 4 под действием звена 6 отходят от храпового колеса 2, которое вместе с диском 5 под действием закрученной пружины 7 поворачивается в противоположную сторону, занимая начальное положение. Пружины 8 и 9 возвращают рычаги 1 и 6 в исходное положение. [33]
Обмотка катушки / приключена к источнику переменного тока. На раздвоенные полюсы статора синхронного мотора 2 насажены два кольца 3, чем достигается сдвиг фаз между магнитным потоком полюсов без колец и магнитным потоком полюсов с кольцами. В результате получается вращающееся поле, и ротор 4, помещенный в это поле, начинает вращаться, постепенно доходя до синхронной скорости. Движение ротора через систему зубчатых колес передается барабану 5, в котором заключена пружина. Закрученная пружина сообщает вращающий момент валу Ъ, который передает движение колесной системе прибора. Чтобы обезопасить пружину от чрезмерного напряжения, устанавливается останов 6, который ограничивает число оборотов барабана 5 при заводе. Вал 6 вращается с постоянным движущим моментом, так как мотор 2 постоянно включен в сеть. Таким образом, пружина в барабане 5 все время закручена. [34]
Обмотка катушки / подключена к источнику переменного тока. На раздвоенные полюсы статора синхронного мотора 2 насажены два кольца 3, чем достигается сдвиг фаз между магнитным потоком полюсов без колец и магнитным потоком полюсов с кольцами. В результате получается вращающееся поле, и ротор 4, помещенный в это поле, начинает вращаться, постепенно доходя до синхронной скорости. Движение ротора через систему зубчатых колес передается барабану 5, в котором заключена пружина. Закрученная пружина сообщает вращающий момент валу 6, который передает движение колесной системе прибора. Чтобы обезопасить пружину от чрезмерного напряжения, устанавливается останов б, который ограничивает число оборотов барабана 5 при заводе. Вал b вращается с постоянным движущим моментом, так как мотор 2 постоянно включен в сеть. Таким образом, пружина в барабане 5 все время закручена. [35]
Характер нагрузок на бурильную колонну изменяется по глубине: вблизи устья действуют главным образом постоянные, а в призабойной зоне преобладают переменные нагрузки. Они зависят также от способа бурения: при турбинном бурении вследствие неподвижности бурильной колонны отсутствуют переменные напряжения изгиба, которые обычно являются причиной усталостных поломок труб и замков в роторном бурении, а при роторном бурении с увеличением глубины скважины возрастают потери мощности на холостое вращение и крутящий момент, необходимый для вращения колонны. С ростом длины колонны возрастает ее инерционность. Сопротивление разрушаемой на забое породы долоту может преодолеваться не только крутящим моментом от ротора, но и благодаря кинетической энергии самой бурильной колонны. При внезапной остановке долота кинетическая энергия колонны переходит в потенциальную энергию закрученной пружины, что может вызвать значительное увеличение касательных напряжений, особенно в нижних трубах колонны. Когда же совместным действием ротора и пружины-колонны преодолевается заклинивание долота, то происходит обратный процесс перехода потенциальной энергии в кинетическую, что может вызвать в бурильной колонне колебательные явления. Инерционный эффект вала турбобура в турбинном бурении незначительный, так что бурильная колонна находится в более благоприятных рабочих условиях. Это отражает и статистика бурения скважин: при роторном бурении замки, бурильные трубы и обсадные колонны изнашиваются в значительно большей степени, чем при турбинном. [36]
На концах анкера имеются выступы специальной формы, называемые палеттами. Зубчатое ходовое колесо находится под воздействием цепочки с гирей или закрученной пружины, которые стремятся повернуть его по часовой стрелке. Однако большую часть времени колесо упирается одним из зубьев в боковую поверхность той либо иной палетты, скользящей при качании маятника по поверхности зуба. Только в моменты, когда маятник находится вблизи среднего положения, палетты перестают преграждать путь зубьям и ходовое колесо проворачивается, толкая анкер зубЪм, скользящим своей вершиной по скошенному торцу палетты. За полный цикл качаний маятника ( за период) ходовое колесо проворачивается на два зуба, причем каждая из палетт получает по толчку. Через посредство этих толчков за счет энергии поднятой гири или закрученной пружины и восполняется убыль энергии маятника, возникающая вследствие трения. [37]
Мы кратко напомнили о том, что представляют собой свободные и вынужденные колебания. Но исчерпываются ли этими двумя типами все возможные типы колебаний. Ясно, что эти колебания - не свободные. В самом деле, в часах происходят незатухающие колебания; потерянная энергия восполняется упругостью заведенной пружины, и часовой маятник колеблется продолжительное время с неизменной амплитудой. Ведь вынужденные колебания происходят под действием периодической внешней силы, н е-зависимой от колебаний самой системы. В часах же сам маятник при своих колебаниях открывает и закрывает доступ энергии от закрученной пружины или поднятой гири. Большую часть периода маятник движется свободно, и лишь в тот момент, когда он проходит положение равновесия, имея при этом наибольшую скорость, он приходит в соприкосновение с храповым колесиком. [38]