RU2691646C1 - Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины - Google Patents

Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины Download PDF

Info

Publication number
RU2691646C1
RU2691646C1 RU2018116996A RU2018116996A RU2691646C1 RU 2691646 C1 RU2691646 C1 RU 2691646C1 RU 2018116996 A RU2018116996 A RU 2018116996A RU 2018116996 A RU2018116996 A RU 2018116996A RU 2691646 C1 RU2691646 C1 RU 2691646C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibration
parameters
machine
field
working body
Prior art date
Application number
RU2018116996A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Викторович Елисеев
Роман Сергеевич Большаков
Андрей Викторович Елисеев
Андрей Нарьевич Трофимов
Артем Сергеевич Миронов
Куанг Чык Выонг
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2018116996A priority Critical patent/RU2691646C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2691646C1 publication Critical patent/RU2691646C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
    • B24B31/06—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers
    • B24B31/067—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers involving a bowl formed as a straight through
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для контроля параметров вибрационного поля вибрационных технологических машин. Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической вибрационной машины, включающий возбуждение рабочего органа вибрационной машины с помощью вибровозбудителя инерционного типа и осуществление контроля за динамическим состоянием рабочего органа датчиками вибрации, отличающийся тем, что вибрационное возбуждение осуществляют двумя вибровозбудителями инерционного типа, при этом обеспечивают их работу на одной частоте гармонических колебаний в противофазе или синфазно путем создания соотношения между амплитудами инерционных сил, определяемых радиусами установки дисбалансов, при этом получают вибрационные поля необходимой формы и параметров при выборе соответствующего коэффициента связности внешних воздействий, определяемого по формуле Q=α⋅Q, где Q, Q- силовые внешние возмущения, α - действительное число, принимающие отрицательные, нулевые и положительные значения. Техническим результатом при реализации заявленного решения является управление параметрами и структурой вибрационного поля за счет изменения соотношения между силовыми вибрационными воздействиями, приложенными к рабочему органу технологической машины. 6 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для контроля параметров вибрационного поля вибрационных технологических машин.
Вибрационные технологические машины или вибрационные стенды широко используются в различных отраслях промышленности, с помощью вибростендов и вибрационных транспортеров реализуются процессы перемещения сыпучих сред, классификации, сортировки и перемешивания различных материалов. В последние годы значительное распространение получили технологические процессы вибрационного упрочнения деталей, поверхность которых взаимодействует с сыпучей рабочей средой [1-3]. Во многих случаях необходимой является соответствующая настройка в распределение амплитуд колебаний отдельных точек по длине рабочего органа вибростенда. Такое распределение параметров рабочего органа рассматривается как вибрационное поле. Такие формы движения вибростенда создаются различного рода вибровозбудителями, которые определенным образом входят в структуру механической колебательной системы, рассматриваемой как расчетная схема вибростенда. Возможные варианты конструктивно-технического исполнения, таких технологических машин представлены, в частности в работе [4]. В вибростендах, ориентированных на формирование одномерных вибрационных полей, обычно используются вибровозбудители инерционного типа, что связано с выделением определенных мест расположения вибровозбудителя и использованием соответствующей системы поднастройки параметров вибростенда.
В процессе патентного поиска выявлен ряд изобретений-аналогов.
Известен способ гидродинамического возбуждения колебаний и вибрационная машина с гидродинамическим возбудителем колебаний [Никифоров А.Н., Шохин А.Е. «Способ гидродинамического возбуждения колебаний и вибрационная машина с гидродинамическим возбудителем колебаний», патент №2589460 С1, МПК В06В 1/16, приоритет 10.07.2016], заключающийся в создании резонанса тела путем вращения дисбаланса, отличающийся тем, что в нем используют в качестве источника вибрации обратную уединенную волну, образующуюся при вращении жидкостного дисбаланса, который вращают синхронно с собственным прецессионным движением ротора и регулируют количеством жидкости в зависимости от собственной частоты вращения ротора по формуле:
Figure 00000001
где ω- частота вращения ротора, R - радиус ротора, h - толщина слоя жидкости при вращении, Ω. - низшая собственная частота ротора с жидкостью.
Вибрационная машина с гидродинамическим возбудителем колебаний, содержащая станину, подрессоренный контейнер с установленным на нем вращающимся дисбалансом, отличающаяся тем, что в ней дисбаланс выполнен в виде полого цилиндрического резервуара, частично заполненного жидкостью, при этом масса жидкости в резервуаре зависит от параметров вибрационной машины и частоты вращения ротора и соответствует следующим условиям:
Figure 00000002
где М - масса загруженной вибрационной машины с пустым резервуаром, w0 -масса жидкости, необходимая для полного заполнения резервуара, R и L -внутренние радиус и длина резервуара, h - толщина слоя жидкости при вращении, ω - частота вращения резервуара,
Figure 00000003
- f низшая собственная частота подрессоренной части вибрационной машины, m - масса жидкости, залитой в резервуар при вращении дисбаланса.
Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности автоматического регулирования вибрационного воздействия.
Известно изобретение [Серга Г.В., Резниченко С.М. «Вибрационная установка для обезвоживания сыпучих материалов», патент №2591959 С1, МПК B01D 33/03, B01D 35/20, приоритет 20.07.2016], содержащая смонтированный на основании фильтр, загрузочное приспособление, разгрузочные приспособления для отвода фильтра и сгущенной фракции, фильтр упруго установлен на платформе с вибратором, смонтированным горизонтально под платформой, и выполнен спиральным из пустотелого перфорированного тоннеля с многозаходной винтовой перфорированной поверхностью по периметру свернутого по спиральной оси вокруг центральной прямолинейной оси спирального фильтра, снабженного винтовыми канавками внутри под углом к его спиральной оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения пустотелого перфорированного тоннеля, и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам перфорированных колец, свернутых из одинаковых перфорированных полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции, боковые струны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной перфорированной полосы, а верхние и нижние основания трапеции расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной перфорированной полосы и являются линиями сгиба, находящихся на расстояниях друг от друга, равных длине карманов криволинейной формы по внутренней перфорированной поверхности перфорированного пустотелого тоннеля спирального фильтра, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций. Техническим результатом изобретения является повышение производительности и расширение технологических возможностей вибрационной установки.
К недостаткам данного изобретения можно отнести использование только одного вибрационного возмущения при работе вибрационной технологической машины и отсутствие возможности регулирования интенсивности вибрационного воздействия.
Также известно изобретение [Елисеев С.В., Елисеев А.В., Каимов Е.В., Нгуен Д.Х., Выонг К.Ч. «Способ управления структурой вибрационного поля вибрационной технологической машины на основе использования эффектов динамического гашения и устройство для его осуществления», патент №2624757 С1, МПК F16F 15/02, приоритет 06.07.2017], представляющее собой способ, включающий рабочий орган в виде твердого тела на упругих элементах, имеющий инерционный вибровозбудитель, действующий в определенной точке, отличающийся введением в конструктивно-техническую схему системы устройства для преобразования движения в виде несамотормозящегося винтового механизма с гайкой-маховиком с перемещением вдоль рабочего органа точки приложения усилия, возникающего при работе элементов винтовой пары, генерирующей дополнительные стабилизирующие движения рабочего органа таким образом, чтобы вибрационное поле имело однородную структуру и обеспечивало возможности регулирования и настройки вибрационной системы для реализации необходимых параметров технологического процесса.
Устройство, реализующее способ, представляет собой конструктивно-технический блок, состоящий из винтового несамотормозящегося механизма с массивной гайкой-маховиком, на торцевой части которой может быть создан момент сил путем прижатия тормозной колодки специальным приводом, что генерирует управляющее воздействие в определенной точке рабочего органа вибростенда; устройство для преобразования движения также отличается тем, что точка приложения усилия на рабочий орган может изменяться в результате перемещения конструктивного блока вдоль рабочего органа с помощью синхронно работающих двух электроприводов, обеспечивающих перемещение верхней и нижней частей конструктивно-технического блока с помощью ходовых винтов, управляемого специальным программным блоком, в который для расчетов по заложенной математической модели поступает информация с датчиков, контролирующих вибрационное состояние и системы.
К недостаткам данного изобретения можно использование только одного вибрационного возмущения при работе технологической машины и сложность конструкции представленного технического решения.
В качестве прототипа выбирается изобретение [Антипов В.И., Антипова Р.И., Руин А.А. «Способ возбуждения резонансных механических колебаний и устройство для его осуществления», патент №2486017 С1, МПК В06В 1/16, приоритет 27.06.2013], представляющее собой способ, заключающийся в том, что резонансные колебания возбуждают за счет периодического принудительного изменения инерционных параметров колебательной системы, образованной рабочим органом общей массой М1 на упругой подвеске и параметрическим вибровозбудителем, включающим ротор с беговыми дорожками в нем и телами качения в них, осуществляют упругую подвеску рабочего органа в двух взаимно перпендикулярных направлениях по осям X, Y, производят настройку колебательной системы, задавая жесткость упругой подвески и частоту вращения ротора, отличающийся тем, что вводят реактивную массу М2, соединенную с массой М1 при помощи упругой системы с жесткостями Сх, Су, и возбуждают поступательные резонансные противофазные колебания масс М2и М2 с реализацией синергетического эффекта системы в целом, настройку колебательной системы производят, задавая жесткость упругой системы между массами М1 и М2, угловые скорости ротора вибровозбудителя ω обкатки Ω, собственную частоту колебаний тел качения λ1, которые выбирают из соотношений
Figure 00000004
где С=(Сх+СУ)/2 - усредненная жесткость упругой системы, Мпр=M1М2(М1+М2) - приведенная масса системы, v - безразмерный параметр, определяющий собственную частоту тел качения.
Устройство для возбуждения резонансных механических колебаний, содержащее колебательную систему в виде соединенного с основанием упругими связями рабочего органа общей массой Mt и установленного на нем параметрического вибровозбудителя, в котором на валу электродвигателя закреплен уравновешенный ротор с парой незамкнутых круговых беговых дорожек, расположенных симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных его диаметров, их центры смещены от оси вращения ротора на одинаковые расстояния в сторону беговой дорожки, а в беговых дорожках размещены одинаковые уравновешенные тела качения, ротор выполнен из набора одинаковых дисков, в смежных дисках оси обкатки тел качения повернуты вокруг оси вращения ротора на одинаковый угол γ=π/S, где S - число дисков одного ротора, а колебательная система выполнена с возможностью перемещения рабочего органа по осям X и Y, отличающееся тем, что введена реактивная масса М2, соединенная с рабочим органом и основанием упругими связями, рабочий орган снабжен, по меньшей мере, двумя полыми цилиндрами, которые размещены на нем симметрично относительно оси вращения ротора, а в полости цилиндров свободно вложены цилиндрические ролики с возможностью обкатки внутри полостей.
Основным недостатком данного изобретения является отсутствие возможности регулирования параметров генерируемого вибрационного воздействия на счет формирования разных возмущающих частот при помощи вибровозбудителя и циллиндров.
Задачей изобретения является управление структурой и параметрами вибрационного поля за счет изменения соотношения между силовыми вибрационными воздействиями, приложенными к рабочему органу технологической машины.
Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической вибрационной машины, включающий возбуждение рабочего органа вибрационной машины с помощью вибровозбудителя инерционного типа и осуществляют контроль за динамическим состоянием рабочего органа датчиками вибрации, отличающийся тем, что вибрационное возбуждение осуществляют двумя вибровозбудителями инерционного типа, при этом обеспечивают их работу на одной частоте гармонических колебаний в проти-вофазе или синфазно путем создания соотношения между амплитудами инерционных сил, определяемых радиусами установки дисбалансов, при этом получают вибрационные поля необходимой формы и параметров при выборе соответствующего коэффициента связности внешних воздействий, определяемого по формуле:
Q2=α⋅Q1
где Q1, Q2 - силовые внешние возмущения, α - действительное число, принимающие отрицательные, нулевые и положительные значения.
Предлагаемый способ формирования одномерного вибрационного поля и управления его параметрами отличается особенностями, которые заключаются в использовании динамических эффектов, возникающих в совместной работе двух вибрационных возбудителей, создающих синфазные гармонические силовые воздействия при возможностях изменения соотношения между создаваемыми инерционными силами, что достигает путем соответствующих изменений эксцентриситетов вращающихся масс (неуравновешенностей).
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.
Принципиальная схема системы, обеспечивающей формирование структуры вибрационного поля и параметров технологической вибрационной машины, приведена на фиг. 1. Представленная схема вибростенда содержит: инерционные возбудители вибраций 4, 12, создающие вертикальные силовые возмущения, рабочий орган 3, рассматриваемый как твердое тело массой М и моментом инерции J относительно центра тяжести (т.О). Положение (т.О) определяется длинами плеч
Figure 00000005
и связанный с опорной поверхностью 1 двумя упругими элементами 2 и 13 с соответствующими коэффициентами жесткости k1 и k2. Информация о движениях рабочего органа передается от датчиков 5, 11 через коммуникации 7, 10 в управляющий блок 8. Управляющий блок 8 соединен с вибровозбудителями 4 и 12 при помощи коммуникаций 6 и 9 соответственно.
Упрощенная схема системы, отражающая основные свойства исходной системы, приводится на фиг. 2.
Структурная математическая модель исходного объекта приводится на фиг. 3.
На фиг. 4 показаны графики зависимостей α1(β), α2(β).
На фиг. 5, а - г приведены амплитудно-частотные характеристики
Figure 00000006
и
Figure 00000007
при различных сочетаниях параметров.
На фиг. 6 приводятся АЧХ межпарциальных связей.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.
Предлагаемая система, в которой осуществляется управление процессом формирования вибрационного поля и необходимого изменения его параметров, представляет собой механическую колебательную систему с двумя степенями свободы.
Вибрационные движения рабочего органа 3 создаются работой вибровозбудителей 4, 11, установленных на концах рабочего органа. Положение рабочего органа 3 определяется координатами у1 и у2, характеризующих движения в точках предложения сил Q1, Q2, создаваемых вибровозбудителями 4, 12. Положение рабочего органа 3 также может быть описано в координатах γ0 и ϕ, определяющих положение центра тяжести и угол поворота твердого тела относительно центра тяжести.
Информация о движениях рабочего органа передается от датчиков 5, 11 через коммуникации 7, 10 в управляющий блок 8. Управляющий блок 8 одновременно обеспечивает обработку сигналов от измерительной системы, имеет микропроцессор, с помощью которого определяются соответствующие настроечные параметры настройки, в данном случае представляющие собой параметры функциональный связности между амплитудами силовых возмущений в виде коэффициента связности внешних возмущений. Такой коэффициент является вещественной величиной, которое может принимать положительные, нулевые и отрицательные значения. Управляющий блок 8 контролирует рабочие параметры вибровозбудителей 4, 12.
Управляющий блок может быть выполнен упрощенный вариант, когда им выдается сигнал о необходимости настройки вибровозбудителей 4, 12. Кроме того возможно создание более сложного устройства, способного поддерживать необходимые параметры вибрационного поля в автоматическом режиме.
При соответствующем выборе коэффициента связности амплитуд возможно получение однородных вибрационных полей с постоянной амплитудой, а также полей с центром качания как на рабочем органе так и за его пределами. Подробное описание математического моделирования и анализ графиков амплитудно-частотных характеристик приведены в теоретическом обосновании изобретения.
Теоретическое обоснование
I. Некоторые общие положения.
I. Математическая модель системы может быть построена на основе использования уравнения Лагранжа 2-го рода при использовании известных приемов [5]. Положение системы описывается в координатах у1 и у2, связанных с неподвижным базисом.
Математическая модель имеет вид системы из двух обыкновенных дифференциальных уравнений 2-го порядка с постоянными коэффициентами, что после преобразований Лапласа при нулевых начальных условиях может быть интерпретировано структурной математической моделью в виде структурной схемы, эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления. Структурная математическая модель (фиг. 3) исходного объекта:
Figure 00000008
- комплексная переменная; значок «-» над переменными означает их изображение по Лапласу [6].
Силовые возмущения являются гармоническими воздействиями одной частоты; при этом полагается, что между Q1 и Q2 имеется связность, определяемая выражением
Figure 00000009
где α является действительным числом, принимающим отрицательные, нулевые и положительные значения.
II. Оценка динамических свойств системы при одновременном действии двух силовых возмущений. Полагая, что вибровозбудитель 4 (фиг. 2) обладает постоянными параметрами, а вибровозбудитель 12 (фиг. 2) имеет возможности изменения коэффициента связности α, запишем передаточные функции системы
Figure 00000010
Figure 00000011
где
Figure 00000012
является частотным характеристическим уравнением системы;
Figure 00000013
Figure 00000014
- расстояния от центра тяжести до точек приложения сил.
При возбуждении колебаний одним вибровозбудителем в системе возможен только один режим динамического гашения колебаний. Связность внешних воздействий через коэффициент α может влиять на режимы динамического гашения колебаний по координатам
Figure 00000015
Для оценки возможных форм проявления динамических эффектов может быть использована передаточная функция межпарциальных связей
Figure 00000016
Уравнение для определения коэффициента связности α, обеспечивающее на одной частоте специфический режим динамического гашения колебаний по двум координатам
Figure 00000017
Figure 00000018
Уравнение (6) имеет два корня; корни уравнения могут быть отрицательными или положительными. Если α=0, то система меняет структуру внешних воздействий (этот случай должен рассматриваться отдельно). Настроечным параметром системы может служить соотношение
Figure 00000019
3. Уравнение (6) можно преобразовать к виду
Figure 00000020
При введении понятия радиуса инерции
Figure 00000021
уравнение (8) преобразуется к виду
Figure 00000022
Корни уравнения (10) определяются выражением
Figure 00000023
Для конкретизации представлений о зависимостях рассматривается модельная задача со следующими параметрами: М = 300 кг,
Figure 00000024
Figure 00000025
k1=1000 Н/м; построены графики зависимостей при значениях β=0.1, 0.5, 1,2.
Отметим, что
Figure 00000026
то есть существует область, в которой
Figure 00000027
не являются отрицательными значениями. При заданных параметрах для
Figure 00000028
получим область
Figure 00000029
В свою очередь, для
Figure 00000030
получим
Figure 00000031
В итоге
Figure 00000032
одновременно существуют при условии
Figure 00000033
На фиг. 4 показаны графики зависимостей α1(β), α2(β), поскольку уравнение (10) имеет два вещественных корня; для физических интерпретаций корни (11) могут иметь положительные и отрицательные значения. Для оценки влияния фактора β на вид амплитудно-частотных характеристик могут быть выбраны характерные точки: тт.(1), (1'); тт.(2), (2') и тт.(3), (3').
На фиг. 5, а-г приведены амплитудно-частотные характеристики
Figure 00000034
и
Figure 00000035
при параметрах α1=0.703; α2=-0.711; β=0.5 (рис. 4, а, б); а также при параметрах α1=0.558; α2=-2.551; β=1.5 на фиг. 5, в, г. Приведенные АЧХ не имеет режимов динамического гашения колебаний, что свидетельствует о том, что в данном случае одновременное динамическое гашение колебаний по двум координатам на одной частоте не реализуется.
В предлагаемом подходе динамическое гашение колебаний трактуется как ситуация, в которой частота динамического гашения колебаний определяется из условия равенства нулю числителя передаточной функции. При действии одного возмущающего фактора частот динамического гашения колебаний совпадает с одной из парциальных частот. В случае действия двух одновременных возмущений такого совпадения уже не реализуется.
При решении уравнения (10) определяемые частоты динамического гашения колебаний совпадают с одной из частот собственных колебаний, что упрощает передаточную функцию; при этом дробно-рациональное выражение редуцируется до передаточной функции системы с одной степенью свободы, как показано на фиг. 5, а-г.
При действии на систему двух синфазных гармонических возмущений в системе может формироваться специфический режим, при котором система с двумя степенями свободы изменяется свою структуру и проявляет частотные характеристики, которыми обладают системы с одной степенью свободы. Отметим, что при определенных условиях возможны ситуации, когда отношение амплитуд колебаний
Figure 00000036
будет практически во всем частотном диапазоне иметь положительное значение; что соответствует появлению возможностей создавать вибрационное поле однородной структуры.
В свою очередь, при определенных параметрах системы структура вибрационного поля формируется с наличием центра качания. То есть вибрационное поле может иметь неподвижную точку; амплитуды колебаний точек рабочего органа массой М будут расположены так, как если бы рабочий орган мог иметь центр вращения подобно рычагу (такая точка может быть названа центром качания).
III. Построение АЧХ межпарциальных связей
Передаточная функция межпарциальных связей определяется выражением
Figure 00000037
Развивая предложенный выше подход, автором рассматривается задача управления соотношением амплитуд колебаний по координатам у1, у2. Используем выражение передаточной функции межпарциальных связей, при этом учтем обозначение
Figure 00000038
Для определения значений коэффициента связности внешних возмущений α с учетом коэффициента связности координат γ, получим
Figure 00000039
Откуда может быть найдена частота динамического гашения колебаний
Figure 00000040
При отрицательном значении γ формула (15) принимает вид
Figure 00000041
Найдя частоту динамического гашения колебаний из (15). После подстановки ее в (2), (3), можно определить значения амплитуд
Figure 00000042
Зная значения
Figure 00000043
а также оценить структуру построения вибрационного поля.
1. Если γ>0, то можно полагать, что центр качания будет находиться вне твердого тела, а исходная система будет работать как система с одной степенью свободы и совершать угловые движения относительно центра качания.
Если γ<0, то центр качания будет находиться между координатами у1 и у2, что также имеет приложение в вибрационных технологических машинах.
В качестве примера на фиг. 6 приводятся АЧХ межпарциальных связей, из которых следует возможность построения при определенных условиях вибрационных полей необходимых форм и структуры.
Предлагаемый способ изменения структуры и корректировки вибрационного поля в необходимых направлениях, может приводить к результатам, когда система с двумя степенями свободы приобретает в практическом плане свойства, характерные для системы с одной степенью свободы. В целом, такие обстоятельства могут оказаться полезными при построении технологических комплексов, реализующих достаточно сложные технологии многопрофильной обработки материалов (виброперемещение, классификация, сортировка, ориентация и др.)
Список литературы
1. Пановко Г.Я. Лекции по основам теории вибрационных машин и технологий. М.: МГТУ им. Баумана, 2008. - 192 с.
2. Копылов Ю.Р. Динамика процессов виброударного упрочнения: монография / Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2011. - 569 с.
3. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. М: Машиностроение, 1968. - 362 с.
4. Вибрации в технике: справочник в 6-ти томах / Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). - М.: Машиностроение. 1981. Т. 4 Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э.Э Лавенделла. 1981. - 504 с.
5. Елисеев С.В., Резник Ю.И., Хоменко А.П. Мехатронные подходы в динамике механических колебательных систем. - Новосибирск: Наука, 2011. - 384 с.
6. Кашуба В.Б. Динамические реакции в соединениях элементов механических колебательных систем / В.Б. Кашуба, СВ. Елисеев, Р.С Большаков. - Новосибирск: Наука, 2017. - 331 с.

Claims (3)

  1. Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической вибрационной машины, включающий возбуждение рабочего органа вибрационной машины с помощью вибровозбудителя инерционного типа и осуществление контроля за динамическим состоянием рабочего органа датчиками вибрации, отличающийся тем, что вибрационное возбуждение осуществляют двумя вибровозбудителями инерционного типа, при этом обеспечивают их работу на одной частоте гармонических колебаний в противофазе или синфазно путем создания соотношения между амплитудами инерционных сил, определяемых радиусами установки дисбалансов, при этом получают вибрационные поля необходимой формы и параметров при выборе соответствующего коэффициента связности внешних воздействий, определяемого по формуле
  2. Q2=α⋅Q1,
  3. где Q1, Q2 - силовые внешние возмущения, α - действительное число, принимающие отрицательные, нулевые и положительные значения.
RU2018116996A 2018-05-07 2018-05-07 Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины RU2691646C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116996A RU2691646C1 (ru) 2018-05-07 2018-05-07 Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116996A RU2691646C1 (ru) 2018-05-07 2018-05-07 Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691646C1 true RU2691646C1 (ru) 2019-06-17

Family

ID=66947637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116996A RU2691646C1 (ru) 2018-05-07 2018-05-07 Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691646C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753843C1 (ru) * 2020-09-03 2021-08-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Устройство формирования и управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины и способ для его реализации

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003345A1 (de) * 2005-07-03 2007-01-11 Hermann Tropf Befestigung, die die übertragung von schocks und vibrationen unterdrückt
RU2440238C2 (ru) * 2010-04-20 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Динамически стабилизированный вибрационный рабочий орган технологической машины
RU2624757C1 (ru) * 2016-01-25 2017-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Способ управления структурой вибрационного поля вибрационной технологической машины на основе использования эффектов динамического гашения и устройство для его осуществления
RU2624829C1 (ru) * 2015-12-28 2017-07-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Способ управления характеристикой вибрационного поля и устройство для его осуществления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003345A1 (de) * 2005-07-03 2007-01-11 Hermann Tropf Befestigung, die die übertragung von schocks und vibrationen unterdrückt
RU2440238C2 (ru) * 2010-04-20 2012-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Динамически стабилизированный вибрационный рабочий орган технологической машины
RU2624829C1 (ru) * 2015-12-28 2017-07-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Способ управления характеристикой вибрационного поля и устройство для его осуществления
RU2624757C1 (ru) * 2016-01-25 2017-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Способ управления структурой вибрационного поля вибрационной технологической машины на основе использования эффектов динамического гашения и устройство для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: "НЕКОТОРЫЕ ПОДХОДЫ К ОБОСНОВАНИЮ СХЕМЫ ИНЕРЦИОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИНАХ", 20.10.2015. Диссертация: "Методы управления динамикой механических систем на основе вибрационных полей и инерционных связей", 2004. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753843C1 (ru) * 2020-09-03 2021-08-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Устройство формирования и управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины и способ для его реализации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528550C2 (ru) Способ возбуждения механических колебаний силовых факторов с прогнозируемыми параметрами
JP2011520104A (ja) 超短波振動式フローメータ
RU2691646C1 (ru) Способ управления формированием структуры и параметров вибрационного поля технологической машины
RU2475658C2 (ru) Способ регулирования жесткости виброзащитной системы и устройство для его осуществления
RU2532235C2 (ru) Вибрационная транспортирующая машина
RU2711832C1 (ru) Способ управления динамическим состоянием технологической вибрационной машины и устройство для его осуществления
CN100534635C (zh) 振动筛选机及振动筛选机的操作方法
RU2695899C1 (ru) Способ настройки распределения амплитуд колебаний рабочего органа вибростенда и устройство для его осуществления
JPH1194691A (ja) 起振機
RU2751042C1 (ru) Устройство настройки, коррекции, формирования и управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины и способ для его реализации
RU2693711C2 (ru) Устройство управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины
RU2716368C1 (ru) Способ корректировки распределения амплитуд колебаний рабочего органа вибрационного технологического стенда и устройство для его реализации
RU2718177C1 (ru) Способ настройки динамического состояния вибрационной технологической машины и устройство для его осуществления
RU2617800C1 (ru) Способ и устройство оценки технического состояния инженерного сооружения
RU2741750C1 (ru) Способ возбуждения механических колебаний силовых факторов с регулируемыми параметрами
RU2410167C1 (ru) Способ возбуждения резонансных механических колебаний и устройство для его осуществления (варианты)
Shokhin et al. On the rational dynamic modes of vibrating machines with an unbalanced vibration exciter of limited power
RU2734839C1 (ru) Устройство управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины
RU2773825C1 (ru) Устройство для формирования вибрационного перемещения рабочей среды
RU2783789C1 (ru) Способ управления резонансно-волновым смесителем и устройство для его осуществления
RU2669163C2 (ru) Способ возбуждения колебаний и устройство для его осуществления
RU2749364C2 (ru) Способ формирования, настройки и корректировки динамического состояния рабочих органов технологических вибрационных машин на основе введения дополнительных упругих связей и устройство для его реализации
RU2751169C1 (ru) Устройство управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины
RU2755534C1 (ru) Устройство управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины и способ для его реализации
RU2818983C1 (ru) Устройство формирования вибрационного поля технологической машины и способ для его реализации