книги из ГПНТБ / Вибрационная техника в машиностроении и приборостроении тез. докл. Всесоюз. науч. конф., 10 - 12 окт. 1973 г., Львов
.pdfзаконах движения, а также области существования стацио нарных режимов движения. Анализ и сопоставление получен ных результатов дает возможность обоснованно выбрать вид виброударного режима.
У Д К 621.867.8
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВИБРАТОРА С ОДНОТАКТНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ
Усенко Н. А., Воропаев Л . П., Мирошниченко Г. Г.
( Т у л ь с к и й п о л и т е х н и ч е с к и й и н с т и т у т )
В работе рассматривается динамика вибратора с одно тактным электромагнитным приводом как системы, замкну той через воздушный зазор.
При аналитическом решении задачи возникают трудности, заключающиеся в том, что параметры исследуемой системы нелинейны. Таковыми являются проводимость воздушного зазора G (ô) и активное сопротивление в цепи тока г.
В работе проводилось исследование формы тока в зависи мости от первой и .второй гармоник колебаний механической системы, а также в зависимости от параметров всей системы.
Составлена структурная схема и механическая модель си стемы с учетом нелинейностей. Математическое моделирова ние системы позволило сделать вывод о применимости к за даче метода гармонической линеаризации.
В работе проводится гармоническая линеаризация систе мы с дополнительным электромагнитом, запитанным напря жением с частотой второй гармоники механических колеба ний.
У Д К 621.86.068
ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОПРИВОДОМ
Усенко Н. А., Николаев Ю. М.
(Тульский политехнический институт)
В настоящее время для вибрационных автоматических бункерных загрузочно-ориентирующих устройств все более широкое применение находит раздельный электромагнитный вибропривод.
ПО
Вибрационные автоматические бункерные загрузочноориентирующие устройства работают в комплексе с другими технологическими объектами, поэтому важно обеспечить стабильную работу загрузочных устройств. Изменение про изводительности вибро-АБЗОУ будет обусловлено целым рядом факторов: изменением напряжения на приводе, изме нением транспортируемой массы, частоты собственных коле баний и т. д., причем изменение этих факторов носят, в основном, случайный характер и их трудно учесть при пред варительной настройке электромагнитного привода. Поэтому для обеспечения стабильной работы виброАБЗОУ целесо образно применение схемы управления приводом.
В данной работе проводилось исследование раздельного электромагнитного вибропривода, с точки зрения обеспечения необходимости стабильности его работы и получения данных для проектирования схемы управления. Схема управления раздельным электромагнитным вибршіриводом выполнена на тиристорах и позволяет управлять приводом по напряжению, частоте и углу сдвига фаз между горизонтальными и верти кальными составляющими колебаний.
Исследования проводились на электронной моделирую щей установке ЭМУ-10.
УДК 621.867
ДИНАМИКА ВИБРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ, СИЛЬНО
ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩЕЙ С ОБРАБАТЫВАЕМЫМ МАТЕРИАЛОМ
Филер 3. Е.
(Донецкий политехнический институт)
Рассматривается движение сосуда, заполненного сыпучим маетриалом или жидкостью. В достаточно интенсивных ре жимах колебаний возможен отрыв материала от днища сосу да с последующим раздельным движением вибрирующего сосуда и материала. Отрыв наступает, когда ускорение дви жения .сосуда превысит ускорение «свободного» падения ма териала (потенциальное поле не обязательно образовано только гравитационными силами). Раздельное движение за канчивается ударом, который в первом приближении рас сматривается как неупругий. В связи с наличием отверстия в днище сосуда происходит истечение материала через отверстие.
Определяются условия для отыскания моментов отрыва н соударения, начальные условия отдельных этапов движения сосуда и материала, закон истечения материала через отвер стие и реакция вытекающей струи.
Анализ задачи сводится к отысканию периодического ре шения системы дифференциальных уравнений, порядок кото рой изменяется в ходе работы вибросистемы. При сильных взаимодействиях (большой массе материала и при большом его расходе) это приводит к серьезным аналитическим труд ностям, так как нет оснований считать режим колебаний близким к гармоническому. Для исследования можно исполь зовать метод прииасовывания, но здесь «фазы переключе ния» зависят от перемещения и даже ускорения движущегося сосуда. В простейшем случае периодическое движение системы с материалом определяется 6 безразмерным и параметрами, зависящими от отношения масс вибросистемы и сыпучего материала, коэффициентов эквивалентных вязких сопротив лений вибросистемы и взаимодействия в системе вибрирую щий сосуд-материал, отношения частот собственных и вы нужденных колебаний и амплитуды возмущающего усилия, а также высоты столба материала в сосуде и его объемной плотности.
Рассмотрение различных вариантов значений этих пара метров позволяет правильно выбирать характеристики возбудителя колебаний, величину упругих связей, соотноше ние масс и высоту столба материала.
Предлагается для исследования периодических режимов в такой системе использовать расчет на ЭВМ методом припасовывания; для получения качественных результатов рекомен дуется электронная модель системы. Можно использовать для этой цели и аналогово-цифровой комплекс.
Обсуждаются возможные приложения полученных резуль татов при проектировании высокопроизводительных вибра ционных грохотов, центрифуг и других вибромашин техноло гического назначения.
УДК 624.07 : 634.1
КОНСТРУКЦИОННОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ В ВИБРАЦИОННЫХ МАШИНАХ
Цулая Г. Г., Гогилашвили В. Н., Татишвили Т. Г., Хвингия М. В. (г .Тбилиси, Институт механики АН ГССР)
Даются результаты теоретических и экспериментальных исследований конструкционного демфирования основных
узлов вибрационных машин резонансного вина, в которых использованы металлические .упругие элементы (рессоры, ци линдрические пружины). Рассматриваются задачи определе ния реальных качественных и .количественных характери стик упругих систем с учетом .внутреннего взаимодействия сил трения и упругости элементов. Даются решения диффе ренциальных уравнений, являющихся математическими моде лями различных типов вибрационных машин с учетом дей ствительной упругой .характеристики последних.
На основании полученных соотношений выполнены рас четы рабочих характеристик .вибромашин с электромагнит ным возбуждением на электронных цифровых и аналоговых вычислительных машинах. Приводятся также акустические характеристики машин при различных коэффициентах демп фирования, полученные экспериментальным путем и показана взаимосвязь между ними.
Даны графики и таблицы, необходимы для расчета основ ных параметров машин.
УДК 621.031
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
НА ДИНАМИКУ ВИБРАЦИОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ И ОБРАБАТЫВАЮЩИХ СИСТЕМ
Червоненко А. Г., Круш И. И., Шифрин Л . М.
(Днепропетровский горный институт)
В настоящей работе используется модель сыпучей среды ѳ условиях стационарной вибрации, согласно которой выби рается адекватная система с бесконечным числом степеней свободы, механическая 'реакция которой описывается суще ственно нелинейными соотношениями с широким спектром релаксационных характеристик. Наиболее общим аппаратом
.в части описания механических 'характеристик сыпучей среды следует считать математический аппарат нелинейной теории
.наследственности.
Определение реологических характеристик производится посредством исследования механической реакции слоя сыпу чей среды при заданном гармоническом законе перемещения на границе. Обработка эксперимента показала, что линейные соотношения интегро-оператоірного типа не отражают реакции сыпучей среды при различных законах нагружения. Поэтому
основное физическое соотношение для одномерного случая целесообразно представить в виде:
F [s (t)J ==ЕГ1 ° (t)I |
(U |
где E t — интегральный оператор |
|
Et f (t)= E 0 <p(t)—Jt k(t—x)tp (T) dx. |
|
_co |
|
Соотношение (1) соответствует зоне подобия нелинейно на следственной среды.
Экспериментальная часть работы состоит в определении сдвига фаз между усилием и деформацией и абсолютных значений амплитуды усилия при заданном гармоническом за коне перемещения нижней границы слоя. Получены парамет ры нелинейности и реологические параметры при дискретном спектре релаксации.
Движение механической системы в режиме подбрасыва ния анализируется посредством построения электронной мо дели вибрационной машины с заданным направлением ви брации. Исследуются рабочие режимы при отношении максимальных ускорений системы к ускорениям силы тяже сти в пределах от 1 до 3.
Обнаружено существенное влияние механических харак теристик сыпучей среды на проявление нелинейных эффек тов в иоследумой системе. Отмечается, что изменение реоло гических параметров сыпучей среды при коэффициенте за грузки большем единицы приводит к перераспределению энергии по гармоникам полигармонического режима колеба ний, обусловленного 'нелинейностью системы в режиме с под брасыванием.
УДК 621.031
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИБРОКОНВЕЙЕРА С ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ
Червоненко А. Г.> Иваницкий Р. П., Жих Л . В., Косько О. И.
(Днепропетровский горный институт)
Скорость виброперембщения транспортируемого мате риала и связанная с ней производительность зарезонансного верикального виброконвейера, а зачастую и само протекание
процесса виброперемещения существенно зависят от харак тера взаимодействия в системе конвейернагрузка. Исследо вание этой проблемы осуществлялось методом математиче ского моделирования в сочетании с параллельным натур ным экспериментом. Движение конвейера описывалось нелинейными диффренциальными уравнениями с разрывными функциями в правой части, отражавшими воздействие на грузки с учетом допущений о конечном времени воздействия и отсутствии этапов скольжения нагрузки. Анализ получен ных на аналоговой вычислительной машине осциллограмм решений системы уравнений движения конвейера и нагрузки обнаружил появление в ряде режимов сдвига фаз между компонентами колебаний конвейера при синфазности возму щений, генерируемых инерционным вибратором, наличие
субгармоник в законах |
движения |
конвейера, прекращение |
||
движения нагрузки при |
достижении |
ее массой некоторой |
||
«критической» величины. |
Установлено, |
что |
существование |
|
еубгармоник зависит от |
значений |
амплитуд |
и частоты воз |
|
мущений, массы нагрузки, коэффициентов демпфирования и
жесткости упругих |
связей. Скорость |
виброперемещения |
на |
||||
грузки оказывается |
несколько ниже |
в негармонических, |
чем |
||||
в 'гармонических режимах, |
идентичных |
по параметрам |
воз |
||||
мущений. |
экспериментами |
обоснованы принятые |
при |
||||
Натурными |
|||||||
моделировании |
допущения |
и подтверждены его -результаты, |
|||||
а также доказано, что при |
соимеримости масс нагрузки и |
||||||
колеблющихся |
частей конвейера |
могут |
возникать интенсив |
||||
ные авизные поперечные автопараметрические колебания по следнего с частотой точно вдвое меньшей частоты возмуще ний, отрицательно влияющие на процесс виброперемещения материала. Аналитическое исследование этих колебаний огра ничивалось нахождением области их существования посред ством использования уравнений с периодическими коэффици ентами; совпадение полученных результатов с экспериментом является удовлетворителыным.
Помимо чисто качественной оценки нелинейных эффектов ,в системе конвейер-нагрузка, описанные исследования дают возможность устанавливать такое сочетание ее параметров, при котором не возникают нарушения процесса вибропереме щения в условиях интенсивного взаимодействия.
ОГРАНИЧЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ ГРУЗОНЕСУЩЕГО ОРГАНА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИБРОКОНВЕЙЕРА С РЕЗОНАТОРАМИ
Червоненко А. Г., Ободан Ю. Я.
(Днепропетровский горный институт)
Опыт наладки и эксплуатации протяженных вертикальных виброконвейерав свидетельствует о том, что .вследствие по грешностей изготовления при определенных значениях .пара метров вибрации возникают интенсивные поперечные колеба ния грузонесущего органа, которые препятствуют получению расчетной производительности при транспортировании дета лей я заготовок и приводят к усталостным поломкам метал локонструкции. Поэтому важно уже на этапе конструирова ния агрегата оценить собственные частоты и влияние попе речных колебаний на перемещение точек рабочей поверхности грузонесущего органа и его напряженное состояние.
Согласно расчетной схеме при анализе поперечных колеба ний грузонесущий орган виброконвейера с резонаторами мо делируется полым цилиндрическим стержнем с эквивалент ными изгибной жесткостью и погонной массой, а остальные конструктивные элементы— ,в виде упруго или жестко соеди ненных со стержнем твердых тел. Составлена система диф ференциальных уравнений, соответствующие граничные усло вия и условия сопряжения, описывающие вынужденные поперечные колебания грузонесущего органа при произволь ном количестве резонаторов. С помощью метода Фурье зада ча об определении перемещений и напряжений в сечениях
.сведена к решению системы линейных алгебраических урав нений. Собственные частоты отыскиваются как корни частот ного определителя.
Решение задачи позволяет избежать поперечные резонанс ные колебания системы, ограничить величины поперечных амлитуд и снизить уровень действующих напряжений.
АВТОМАТИЗАЦИЯ УДАРНО-ВИБРАЦИОННЫХ И РЕЗОНАНСНЫХ СИСТЕМ
Шилков В. А., Густоев В. К.
(г. Ленинград, Военная инженерная академия им. А. Ф. Можайского)
Осуществление автоматической настройки ударно-вибра ционных il резонансных систем на оптимальный режим рабо ты при любых возмущениях, имеющих место в процессе вы полнения заданных производственных операций, позволяет значительно улучшить их технологическую эффективность. При этом часто стоит задача обеспечения высокой точности регулирования, ибо при выходе регулируемой величины из зоны допустимых отклонений нарушается устойчивость рабо ты вибромашины в энергетически наиболее выгодном ре жиме.
Достаточно высокая чувствительность рассматриваемых систем 'К различным возмущениям (например, изменениям параметров вибромашины, технологической нагрузки и при вода) и ограничение зоны допустимых отклонений узким диапазоном значений обусловливает необходимость проекти рования систем автоматики с повышенным быстродей ствием.
Б л о к - с х е м а с и с т е м ы .
Авторами |
разработана (рис. |
1) и исследована система с |
повышенным |
качеством регулирования, выполненная по прин |
|
ципу стабилизации заданного |
значения а зад регулируемой |
|
величины — фазы вынуждающей силы или фазы положения кривошипа (эксцентрика) в момент удара рабочего органа об органичитель, позволяющая автоматически устанавливать требуемые для каждых конкретных условий соотношения между составляющими регулирующего устройства.
Установленные на объекте регулирования ОР датчики Д1—Д4 предназначены для формирования сигналов, опреде ляющих положение дебаланса относительно заданного значе ния а зад. и зоны допустимых отклонений. Датчик ДУ форми рует импульс в момент удара рабочего органа. Схемы совпа дений И1—И4 выдают сигнал на соответствующие входы триггеров Ті—Тз при совпадении сигналов датчика удара и одного из датчиков положения дебаланса. В зависимости от положения дебаланас относительно а зад в момент удара, срабатывает соответствующий триггер. При срабатывании триггеров Ті и Т3 включается интегратор ИУ для соответ ствующего изменения плавной составляющей управляющего воздействия. Одновременно, через вентили В1 или В2 , триг гер Т4, сумматор С и схему совпадений И5 — соответствен но подключается или отключается релейная составляющая. Сумматор устанавливает необходимое соотношение плавной и релейной составляющих, обеспечивающее требуемое качество регулирования. Регулирующее воздействие на объект произ водится через усилительно-преобразовательную часть (УП)
При нахождении регулируемой величины в лредлах зоны до пустимых отклонений интегрирующее устройств« ИУ прекра щает изменять плавную составляющую, а релейная состав ляющая подключается лишь при соответствующем устойчи вом состоянии триггера (т. е. при наличии сигнала на выходе схемы И;2).
УДК 66.97
АКТИВНЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЕ ОПОРЫ
Шмаков В. Т., Шестернинов А. В,
(Ульяновский политехнический институт)
В качестве эффективных средств виброизоляции преци зионных станков, технологического оборудования и измери тельных приборов все более широкое признание получают активные пневматические виброизолирующие опоры.
Представляют интерес пневматические виброизолирующие
опоры на поточных пневмокамерах, имеющие лучшие дина мические характеристики.
Теоретически іисследованы различные схемы построения опор, методами теории автоматического регулирования иссле дована эффективность пассивной и активной виброизоляции этими опорами. Решения дифференциальных уравнений полу чены на аналоговой и цифровой вычислительных машинах.
На специальном стенде конструкции Ульяновского поли технического института экспериментально исследованы ста тические (авт. свид. 261831) и астатические (авт. свид. 324425) ъиброизолирующие опоры. Грузоподъемность исследуемых опор 1500 и 500 кгс каждая. Исследовано влияние на их ста тические и динамические характеристики изменения таких параметров как объемов камер и демпфирующих отверстий.
Полученные результаты дают основания для рекоменда ции разработанных виброизолирующих пневматических опор в качестве эффективных средств бесфундаментной установки как большинства прецизионных станков «жесткой» конструк ции, так и объектов с длинными нежесткими станинами.
У Д К 621.972.32
ИССЛЕДОВАНИЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО РУЧНОГО
ВИБРОМОЛОТКА С ДВУМЯ БОЙКАМИ
І
Шнепс-Шнеппе В. А., Ванагс П. Я.
(Рижский политехнический институт)
В настоящей работе рассматривается динамическая модель пружинного вибромолотка с двумя бойками, которая позво ляет снизить периодическую возмущающую силу, действую щую на корпус, и обратные удары инструмента по корпусу.
Динамическая схема молотка исследовалась на аналого вой вычислительной машине.
В результате проведенных исследований определены ин тервалы значений основных параметров молотка, при которых молоток работает устойчиво. По сравнению с существующими молотками вес и амплитуды колебаний корпуса исследуемо го молотка меньше при одинаковой энергии и частоте ударов.