книги из ГПНТБ / Вибрационная техника в машиностроении и приборостроении тез. докл. Всесоюз. науч. конф., 10 - 12 окт. 1973 г., Львов

В заключение приводятся примеры конструктивных реше­ ний для компенсации поперечной вибрации.

УДК 62 1 .0 3 6

ВОПРОСЫ СИНТЕЗА УДАРНОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПОНЕНТЫ ПРИ ВИБРОТРАНСПОРТИРОВКЕ

Виба Я. А., Грасманис Б. К., Свердлин М. Я

(Рижский политехнический институт)

Рассматривается задача двухкомпонентного безотрывного вибротранспортирования при ударной поперечной компоненте движения лотка. Доказано, что средняя скорость вибротранс­ портировки Ѵср практически не зависит от формы графика

продольной скорости Ç=Ç (t) движения лотка между ударами, а зависит от значения этой скорости в момент удара. Пока­

зано, что при синтезе реальных механизмов разрыв AÇ в гра­ фике скоростит)=Д (t) поперечной компоненты может менять­ ся в пределах

ТВ

-^pCA-rjcTgcosa,

где

Т — период движения лотка,

g — ускорение свободного падения, a — угол наклона лотка,

fi — коэффициент трения скольжения. B j=g (ф, cos a+sin a).

Для виброударного лотка с независимыми компонентами движения для случая гармонического возбуждения в попереч­ ном направлении и любого вида возбуждения в продольном направлении получены результаты, позволяющие определять параметры системы и возбуждения, обеспечивающие наиболь­ шую скорость безотрывного движения детали по лотку в цикле прямое скольжение — обратное скольжение.

Рассмотрена также двухмассовая модель, в которой одна масса (лоток), связанная со второй массой упругим элемен­ том, приводится в продольное движение кинематически по гармоническому закону. Найдены параметры, обеспечиваю­ щие устойчивое движение системы и дающие форму измене­ ния поперечной компоненты лотка близкую к пилообразной.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИБРОСЕПАРАЦИИ НА ВИБРИРУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЯХ С ПЕРЕМЕННЫМ УГЛОМ ВИБРАЦИИ

Вишняков В. А,. Назаренко В. А.

(Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования)

В. теории вибросепараций (Блехман И. И. и др.) хорошо изучен вопрос классификации сыпучих материалов по круп­ ности на наклонных шероховатых вибрирующих поверхностях

спостоянным углом вибрации относительно горизонта.

Вэтих же работах определены необходимые условия устой­ чивого перемещения частицы в боковую приемную ячейку

(при наличии поперечного угла наклона):

Одним из основных требований, предъявляемых к вибросе­ параторам при классификации сыпучих материалов, является равномерное распределение частиц по периметру вибродеки, в зависимости от их крупности.

Вибросепараторы с плоской или вогнутой декой, но посто­ янным углом вибрации относительно горизонта, подобные тре­ бования выполнить не в состоянии, вследствии того, что усло­

чих материалов на аппаратах с переменным углом вибрации относительно вибрирующей поверхности и горизонта при дви­ жении частиц в режиме с достаточно интенсивным подбра­ сыванием.

В результате решения этой задачи определены фазовые углы моментов соприкосновения и отцыва частиц от вибрируемой поверхности, нормальные составляющие скорости паде­ ния и отражения, перемещения частицы за один этап полета,

а также их средние скорости движения, в продольном и по­ перечном направлениях вибродеки.

Кроме того получено уравнение траектории движения час­

тиц.

На основе теоретических и экспериментальных исследова­ ний спроектировано и изготовлено оборудование, позволяю­ щее равномерно распределить сыпучий материал по перимет­ ру вибродеки, в зависимости от крупности частиц, и позво­ ляющее значительно улучшить качество классифицируемого материала и увеличить его выход.

УДК 622.73—868.001.5

УЧЕТ РАБОЧИХ СОПРОТИВЛЕНИИ В ВИБРОИНЕРЦИОННОЙ ДРОБИЛКЕ

/

Гончаревич И. Ф., Гончаревич И. И.

(г. Москва, Институт горного дела им. Л. А. Скочинского).

При исследовании динамики виброинерционных дробилок необходимо учитывать рабочие сопротивления, создаваемые дробимым материалом.

Расчетная схема виброинерционной дробилки под нагрузкой

С использованием упруго-вязко-пластично-инерционной фе­ номенологической модели (см. рис.) составлены уравнения движения дробимого материала в направлении осей XY, вклю­ чающие упругие деформации, свободное движение и скольже-

mie, a также пластические деформации вплоть до разруше­ ния. Разработана логическая система критериев, позволяющих определять моменты перехода от одного характерного этапа

разрушения.

Используя полученные значения реакций дробимого ма­ териала и уравнения движения виброинерционной дробилки

MX + cxX+kxX=mxrxw2sin o>t-f-Fx

Му + суу + куу=ш уггш2sin o)t+Fy

определяем мощность привода в установившемся режиме, затраты энергии на дробление, нагрузки в подшипниках и реакции на опорную раму.

Приведенные зависимости позволяют производить обосно­ ванный расчет виброинерционных дробилок, выбором пара­ метров режима, обеспечивающих эффективное дробление ма­ териала, и параметров машины, гарантирующих устойчивую работу.

У Д К 622.647— 868.001.5

НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ФЕНОМЕНОЛОГИИ ПРОЦЕССА ВИБРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

Гончаревич И. Ф., Бекасов А. А. Вуколов Э. А.

(г. Москва, Институт горного дела им. А. А. Скочинского)

Исследование динамики вибрационного транспортирования насыпного груза является необходимым условием для раз­ работки надежных эффективных вибрационных транспорти­ рующих машин. Особенно существенно влияние транспорти­ руемого груза на работу машины высокопроизводительной, перемещающей большие массы груза. Груз находится с грузонесущим органом в сложном взаимодействии, проходя за период колебания три совершенно различные фазы движе­ ния — соударение, совместное перемещение (скольжение и относительный покой) и полет. Очевидно, что во всех этих фазах влияние груза на гузонесущий орган совершенно раз­ лично. К этому сложному взаимодействию необходимо доба­

вить процессы, происходящие в самом грузе, т: е. взаимоперемещение слоев с потерями энергии при этом и т. д.

На основе современных физических представлений о сущ­ ности вибрационного транспортирования насыпных грузов и богатого экспериментального материала разработаны фено­ менологические модели слоя транспортируемого груза, при­ менительно к основным процессам вибрационного транспор­ тирования насыпных грузов.

Наиболее приемлемой с точки зрения достоверности в со­ четании с достаточным удобством при исследовании (имеется в виду сравнительная простота использумых методов и средств) является однокомпонентная двухмассовая упруго-вязкоплас­ тическая модель слоя транспортируемого груза. Деформации транспортируемого груза массы М в процессе вибрационного, перемещения моделируются упругими связями, а рассеяние энергии в процессе деформации воспроизводится системой демпферов. Инерционные свойства перемещаемого груза учи­ тываются инерционными элементами с массами пт и Шо (М — = т + то), а необратимые деформации, которые имеют место в процессе соударения, моделируются при помощи элемента сухого трения.Наличие в модели двух масс в направлении транспортирования позволяет смоделировать упруго-вязкие свойства груза в этом направлении, которые как показали экспериментальные исследования, оказывают существенное влияние прежде всего на скорость транспортирования. Изо­ бражение пластической деформации с помощью силы сухого трения в поперечном направлении является условным, но оно позволяет вскрыть суть физики процесса при необратимых деформациях слоя транспортируемого груза.

Основным средством для исследования разработанных фе­ номенологических моделей являются электронно-вычисли­ тельные аналоговые и цифровые машины.

Исследование системы упруго-вязко-пластичная модель — вибрирующий грузонесущий орган позволяет проанализиро­ вать влияние изменения параметров модели на процесс виб­ ротранспортирования и тем самым наиболее физически досто­ верно воспроизвести картину взаимодействия груза с грузонесущим органом, т. е. выявить область значений коэффициен­ тов модели, соответствующих тому или иному грузу, а также проанализировать влияние различных режимов вибротранс­ портирования на поведение груза на гоузонесущем органе и вывести энергетические соотношения и зависимости для ско­

рости вибрационного перемещения от параметров колебаний, являющиеся основными показателями, определяющими эф­ фективность того или иного режима вибротранспортирования.

УДК 664.84

ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОУДАРНОГО СЕПАРИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Гортинский В. В., Абрамов Э. В.

(Московский технологический институт пищевой промышленности)

В большом классе вибрационных сепараторов особое место занимают машины ударного принципа действия.

Взаимодействие отдельных частиц с рабочими поверхностя­ ми в первом приближении представлено динамической мо­ делью, показанной на рис. Элемент рабочего органа сепа­ ратора образован плоскостью х—у и двумя перпендикуляр­ ными ей боковыми стенками, расположенными под равными углами а к оси у. Подвижные координатные оси х и у парал­ лельны соответствующим неподвижным осям X и Y, причем ось X горизонатальна, а ось Y образует с горизонталью угол возвышения ß, и вместе с элементом рабочего органа совер­ шают гармонические колебания вдоль оси X с амплитудой А и частотой о.

Материальная частица массы m движется без отрыва и трения по поверхности х—у, последовательно ударяясь о бо­ ковые стенки. Удар считаем мгновенным и характеризуем его коэффициентом восстановления нормальной составляющей скорости R и коэффициентом мгновенного трения к. В соот­ ветствии с наблюдаемой картиной процесса для практических целей достаточно рассмотреть периодические режимы движе­ ния частицы, при которых ее удары о правую и левую стенки происходят в одних и тех же симметрично расположенных точках. Для этих режимов из решения дифференциальных уравнений движения получена зависимость 1= {(А, <осе, ß, R, к, л), где 1 — поперечный размер канала, а п — кратность перио­ да колебаний частицы периоду колебаний элемента рабочего органа.

Экспериментально было установлено, что периодический симметричный режим движения отдельных частиц (шариков)

исыпучих материалов шелушеного и нешелушеного риса) су­ ществует, однако является неустойчивым. Найденные значе­ ния 1 названы критическими, поскольку они определяют на­ правление среднего за цикл движения частицы в зависимости от ее начального положения в элементе рабочего канала. Ре­ зультаты исследования принятой модели позволили объяснить физическую картину процесса сепарирования. Если две час­ тицы отличаются ударными свойствами, т. е. имеют различные значения коэффициентов восстановления нормальной скорости

имгновенного трения, то при одинаковых установочных и ки­ нематических параметрах рабочего канала критические зна­ чения ширины канала для них будут различными. Меньший критический размер будет для частицы с большим значением коэффициента восстановления и с меньшим значением коэф­ фициента мгновенного трения. Помещенные в участок канала, заключенный между критическими значениями ширины, эти частицы получают направленное в среднем перемещение вдоль оси канала в противоположных направлениях. Та из частиц, для которой ширина канала в месте начального размещения больше критического размера, уйдет вверх, а другая — вниз. Изложенные теоретические предпосылки, положенные в осно­ ву инженерной методики расчета виброударных сепарирую­ щих машин, послужили обоснованием для создания новой более эффективной сепарационной машины.

О ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИИ КРУГЛЫХ ТЕЛ НА ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ, СОВЕРШАЮЩЕЙ

КОЛЕБАНИЯ ПО ЭЛЛИПТИЧЕСКОМУ ЗАКОНУ

Повидайло В. А., Гринбаум А. С.

(Львовский политехнический институт)

Рассматривается движение круглого тела по вибрирую­ щей шероховатой поверхности при условии, что шаг между гребнями микронеровностей сравним с радиусом тела и не превышает его диаметра.

В докладе исследуется плоская модель этой задачи, т. е. транспортируемое тело заменяется круглым диском, а поверх­ ность моделируется системой точек, совпадающих с верши­ нами микронеровностей, причем рассматриваются лишь точки, которые находятся в сечении поверхности плоскостью дви­ жения детали.

Любой режим перемещения содержит следующие группы движений: 1 ) круг касается двух соседних точек (называемых в дальнейшем узлами) и движется совместно с поверхностью; 2 ) нормальная к детали реакция одного из узлов равна или меньше нуля и деталь обкатывает другой узел как маятник с вибрирующей точкой подвеса. Первая и вторая группы мо­ гут происходить как с проскальзыванием, так и без пего; 3) нормальные реакции в обеих узлах контакта равны или меньше нуля — деталь отрывается от поверхности и пролетает некоторое расстояние, определяемое начальными условиями.

Последовательность из этих групп и их длительность одно­ значно определяется параметрами детали, поверхности и ре­ жимом колебаний и характеризует движение частицы.

Переход от одной группы движения к другой (за исклю­ чением перехода от первой ко второй) сопровождается уда­ ром, относительно которого сделаны предположения: 1 ) удар упругий, с коэффициентом восстановления в диапазоне от нуля до единицы; 2 ) касательный и нормальный импульсы в момент удара связаны законом сухого трения.

На основе приведенных соображений создан алгоритм.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВИБРАЦИОННОЙ ЛИНЕАРИЗАЦИИ СИЛ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Г у р а Г . С , . М о л о д о е А . Н . , С п е с и в ц е в Г . Ф . , Х о р о ш и л о в В . И .

(Сочинский общетехнический фак-т Краснодарского политехнического института)

Всовременной технике нередко приходится сталкиваться

спроблемами снижения сил трения и стабилизации их ве­ личин. Это вызывается необходимостью снижения энергопо­ требления современными машинами, повышением их тяговой способности, необходимостью устранения существенных нели­ нейностей, особенно в переходных режимах работы (пуск, остановка), влияющих на чувствительность, точность и чет­ кость работы ряда ответственных узлов, особенно в системах автоматического регулирования.

Этим задачам удовлетворяют методы скоростной (вибра­

ционной) линеаризации сил трения. Установлено, что при перемещении друг относительно друга в некотором динами­ ческом режиме, происходит снижение сопротивлений движе­ нию.

Теория скоростной линеаризации сил трения разработана еще недостаточно. Находясь на стыке таких наук, как теория трения, теория механических колебаний, теория регулирова­ ния, она может быть успешно; развита только при глубоком проникновении в физическую суть явлений, сопровождающих процесс трения при отсутствии и возбуждении колебаний.

В докладе на примере трения скольжения твердых тел по грунту рассматривается природа и механизм явлений, разви­ вающихся на фрикционном контакте. Показано, что в силу значительных сил адгезии на поверхности трения при попытке стронуть тела с места и движении на малых скоростях в де­ формацию и движение вовлекается значительный слой контр­ тела. Присоединенная масса, величина которой зависит от ряда факторов, определяется методами механики грунтов.

Высказываются гипотезы вибрационного снижения сил тре­ ния, намечаются пути и средства их реализации. Обосновы­ вается выбор типов колебаний опорных поверхностей по ки­ нематическому признаку. Приводятся экспериментальные уста­ новки, некоторые модели, методика исследований.

В результате исследований получены данные о перспек­ тивных видах колебаний и оптимальных их параметрах (час-

юта, амплитуда), даны скоростные диапазоны эффективности средств вибрационной линеаризации, сформулированы требо­ вания к вибраторам, оценена энергоемкость процесса.

УДК 534.014

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДВИЖЕНИЯ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ВИБРИРУЮЩЕЙ ТРУБЕ.

Рассмотрено поведение сыпучего материала в вертикаль­ ной трубе, вибрирующей в вертикальном и горизонтальном направлениях. Объясняется эффект подъема сыпучего мате­ риала (предложение Брумберга).

В нижней части трубы, погруженной в сосуд с сыпучим ма­ териалом, в результате сильного взаимодействия с трубой, материал уплотняется при движении трубы вниз и может рас­ сматриваться как эквивалентное твердое тело, увлекаемое трубой вверх в следующем полупериоде колебаний.

В верхней части трубы сыпучий материал, в предположе­ нии, что он состоит из упругих частиц, рассматривается как сыпучий газ. Такая модель приемлема на том основании, что в результате взаимодействия с вибрирующими стенками

предельной теоремы Ляпунова и распределение этой величины можно считать нормальным. Тогда оно совпадает с извест­ ным в статистической физике распределением Максвелла для скоростей молекул газа.

Аналитически показано, что при соотношении частот вер­ тикальных и горизонтальных колебаний трубы как 2 :і, при­ нятого Брумбергом на основе экспериментальных исследова­ ний направленное вверх смещения уплотненного эквивалент­ ного твердого тела достигает наибольшего значения за один период вертикальных колебаний. Получено аналитическое выражение для величины этого смещения, учитывающее вес вышележащего столба сыпучего газа.

Для газовой модели материала в верхней части трубы введены понятия и получены аналитические выражения для «температуры газа», средней длины свободного пробега и средней продожительности свободного пробега частиц. По-