Приложение 3 Методика расчета гидравлического вибровозбудителя

В методическом отношении расчет эксцентрикового и гидропульсаторного вибровозбудителя аналогичен, поэтому схема вибромашины с гидравлическим вибровозбудителем похожа.

Рис.96. расчетная схема вибрационной машины с гидропульсаторным виброприводом: 1 – колеблющаяся масса; 2 – пружина; 3, 6 – демпфер; 4 – гидроцилиндр;

5 – упругая система; 7 – фундамент

Здесь обозначено: 1 – колеблющаяся масса (рабочий орган), 2 и 3 – рабочая упругая система, 4 – гидроцилиндр, 5 и 6 – приводная упругая система. При расчете гидропульсаторного привода следует учитывать также соотношение площадей цилиндров пульсатора f_n и вибровозбудителя f_в. Меняя соотношение , можно регулировать в широком диапазоне амплитуду колебаний рабочего органа, на изменяя режим работы пульсаторов.

Мощность, затрачиваемая гидропульсаторным приводом на поддержание установившихся колебаний вибромашины

(62)

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.

По изложенной в расчете эксцентрикового привода методике находим неизвестные величины:

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

; (63)

; (64)

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

; (65)

; (66)

3) из графика (рис. 97) при коэффициенте демпфирования  и коэффициенте настройки z, находим значения безразмерной амплитуды , приняв r, находим коэффициент соотношений жесткостей и коэффициентов сопротивлений привода x:

; (67)

; (68)

,рад/с; (69)

4) находим коэффициент вязких сопротивлений упруговязкого элемента шатуна:

(70)

где m₁ – колеблющаяся масса, кг;

; (71)

5) находим коэффициент жесткости:

Собственная частота колебаний вибромашины

, рад/с (72)

Отсюда находим жесткость пружины:

(73)

Собственная частота колебаний массы m₁

, рад/с. (74)

Отсюда находим жесткость упругого элемента

(75)

Угол сдвига фаз между перемещением рабочего органа и вынуждающей силой:

, град (76)

где Р₀ – собственная частота колебаний, рад/с.

Оценим по удельной мощности:

, Вт·час/кг (77)

где П – производительность машины, кг/час.

Рис. 97. Зависимость безразмерной амплитуды от коэффициента настройки системы

Приложение 4 Методика расчета электромагнитного вибровозбудителя

Мощность, потребляемая электромагнитным вибровозбудителем из сети, расходуется на механическое демпфирование, джоулево тепло в цепи подмагничивания, на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе.

Полная мощность определяется как

, Вт

где – мощность, затрачиваемая на механическое демпфирование и джоулево тепло в цепи подмагничивания, Вт; – мощность, затрачиваемая на перемагничивание стали, Вт.

Мощностью при оценочных расчетах можно пренебречь из-за незначительности величин.

Рис. 98. Схема электромагнитного вибровозбудителя: 1 – рабочий орган (рыбовод); 2 – якорь; 3 – упругая система; 4 – сердечник; 5 – реактивная масса; 6 – податливые опоры

В системе со стороны сердечника действует динамическая сила, равная силе, создаваемой электромагнитом. Еще большие силы при дорезонансном режиме действуют со стороны упругих опор. Поэтому сердечник и упругую систему скрепляют с дополнительным телом – реактивной массой, а все устройство устанавливают на податливые опоры. В этом случае колебания совершают как рабочий орган с якорем, так и реактивная масса с сердечником.

Мощность, затрачиваемая на механическое демпфирование и джоулево тепло в цепи подмагничивания рассчитывается по формуле:

, Вт

где  – требуемая частота колебаний, рад/с; U – амплитуда напряжения сети, В; – ток, потребляемый вибровозбудителем из сети, А; t – время, с.

Оценим по удельной мощности:

где П – производительность машины, Вт·час/кг.