Приложение 2 Методика расчета кинематического вибровозбудителя

В качестве обобщенной расчетной схемы эксцентриковых приводов жестким шатуном, упругим шатуном и демпфером в шатуне может быть принята схема с упруго – вязким элементом в шатуне (рис.94).

Вибрационная машина с эксцентриковым приводом имеет колеблющуюся массу 1, которая с помощью упругих элементов, изображенных в виде параллельно соединенных пружин 2 и демпфера 3, установлена на фундаменте. Пружина имеет жесткость k и создает восстанавливающую силу пропорциональную деформации упругого элемента x и равную kx. Демпфер моделирует гистерезисные потери, которые приняты пропорциональными скорости деформации упругого элемента , зависят от коэффициента вязких сопротивлений и равны .

Рис. 94. Расчетная схема вибрационной машины с эксцентриковым виброприводом:

1 – колеблющаяся масса; 2 – пружина; 3, 6 – демпфер; 4 – фундамент;

5 – упругий элемент; 7 – эксцентрик

Гармонические колебания осуществляются эксцентриковым вибровозбудителем, состоящим из шатуна с параллельно включенным упругим элементом 5 жесткости k₀, демпфером 6 с коэффициентом вязких сопротивлений С₀ и эксцентрика 7 с эксцентриситетом r.

Расчетную схему машины с жестким шатуном получим, если подставим k₀= .

Мощность, затрачиваемая эксцентриковым приводом на поддержание установившихся колебаний вибромашины, равна:

, Вт (50)

где k₀ – коэффициент жесткости упруговязкого элемента; r – эксцентриситет, м;  – угловая скорость вращения эксцентрикового вала, рад/с; С₀ – коэффициент вязких сопротивлений упруговязкого шатуна; n – коэффициент вязких сопротивлений; Р₁ – собственная частота колебаний вибромашины (собственная частота колебаний массы m₁ на упругих связях подвески), рад/с; n₀ – коэффициент вязких сопротивлений упругих связей привода; Р – собственная частота колебаний массы m₁, рад/с;  – угол сдвига фаз между перемещением рабочего органа и вынуждающей силой, град; k₀= , т. к. шатун принимаем жестким элементом, тогда формула (50) примет вид:

, Вт (51)

Из графика зависимости безразмерной амплитуды a/xr вибромашины от коэффициента настройки системы z при различных коэффициентах демпфирования , находим неизвестные величины в следующем порядке:

1) задаемся коэффициентом настройки системы z и находим собственную частоту колебаний массы m₁:

; (52)

; (53)

2) задаемся коэффициентом демпфирования  и находим коэффициент вязких сопротивлений:

(54)

(55)

3) из графика (рис. 95) при коэффициенте демпфирования  и коэффициенте настройки z, находим значения безразмерной амплитуды принимая r=а находим коэффициент соотношений жесткостей и коэффициентов сопротивлений привода и подвески x: