RU2710314C1 - Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method - Google Patents
Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710314C1 RU2710314C1 RU2018143317A RU2018143317A RU2710314C1 RU 2710314 C1 RU2710314 C1 RU 2710314C1 RU 2018143317 A RU2018143317 A RU 2018143317A RU 2018143317 A RU2018143317 A RU 2018143317A RU 2710314 C1 RU2710314 C1 RU 2710314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- changing
- dynamic state
- adjusting
- machine
- Prior art date
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
- B06B1/12—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving reciprocating masses
- B06B1/14—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving reciprocating masses the masses being elastically coupled
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области повышения надежности и эффективности эксплуатации объектов машиностроения, относящихся к технологическим вибрационным машинам. Такого рода машины широко используются на предприятиях горнодобывающей промышленности, строительной индустрии, в химической промышленности. Особенности таких машин достаточно подробно описаны в научной литературе.The invention relates to the field of improving the reliability and operating efficiency of engineering facilities related to technological vibratory machines. Machines of this kind are widely used in mining, construction and chemical industries. The features of such machines are described in sufficient detail in the scientific literature.
Вибрационные технологические машины реализуют широкую гамму процессов вибрационного транспортирования деталей и сыпучих рабочих смесей, используются в задачах классификации сепарации различных материалов, и также - в реализациях процессов обработки и модификации свойств поверхностей деталей при вибрационном упрочнении деталей, их очистки от следов предшествующих процессов обработки и др.Vibration technological machines implement a wide range of processes of vibration transportation of parts and bulk working mixtures, are used in the classification of separation of various materials, and also in the implementation of processing processes and modification of the properties of surfaces of parts during vibration hardening of parts, their cleaning from traces of previous processing processes, etc.
Производительность и качество вибрационных технологических процессов существенным образом, зависит от динамического состояния рабочих органов. В первую очередь, это связано с возможностями формирования структуры вибрационного поля, распределения амплитуд колебаний отдельных точек рабочего органа по его длине. Большое значение, в связи с этим, приобретают возможности изменять динамические состояния рабочих органов, настраивать и корректировать локальные динамические свойства вибрационных технологических машин. Во многих случаях необходимые условия для корректировки и настройки динамических состояний технических объектов достигаются введением в структуру систем дополнительных связей, в том числе в виде различных механизмов и устройств для преобразования движения и др.Productivity and quality of vibratory technological processes essentially depends on the dynamic state of working bodies. First of all, this is due to the possibility of forming the structure of the vibration field, the distribution of the vibration amplitudes of individual points of the working body along its length. Of great importance, in connection with this, are the opportunities to change the dynamic states of working bodies, to adjust and adjust the local dynamic properties of vibrating technological machines. In many cases, the necessary conditions for adjusting and adjusting the dynamic states of technical objects are achieved by introducing additional connections into the structure of systems, including in the form of various mechanisms and devices for converting motion, etc.
В процессе патентного поиска выявлен ряд изобретений аналогов.In the process of patent search revealed a number of inventions analogues.
Известно изобретение [Кучеров А.А. «Вибростенд с механизмом балансировки», патент №82850 U1, МПК G01M 7/02, приоритет 10.05.2009], представляющее собой вибростенд с механизмом балансировки, содержащий основание, на котором закреплены вертикальные стойки, связанные в верхней части перекладиной, генератор колебаний и нагрузочное устройство в виде рабочего стола и прикрепленного к нему расширителя стола, отличающийся тем, что расширитель стола нагрузочного устройства выполнен в виде объемной коробчатой конструкции с плоской верхней поверхностью, в которую вмонтирован балансировочный механизм, состоящий из диска, имеющего возможность вращения в горизонтальной плоскости, с эксцентрично расположенным в нем диском меньшего диаметра, также имеющим возможность вращения в горизонтальной плоскости, и регулировочного винта, эксцентрично установленного в диске меньшего диаметра таким образом, что все собранное с испытуемыми изделиями нагрузочное устройство имеет возможность вывешиваться на этом винте путем его вращения над верхней опорной плоскостью стола и перемещаться в горизонтальной плоскости относительно центра рабочего стола путем взаимного вращения дисков балансировочного механизма относительно друг друга до размещения на одной вертикали центров тяжести нагрузочного устройства и рабочего стола, после чего вновь опускаться на расширитель и прочно закрепляться на нем.Known invention [Kucherov A.A. “Vibrating stand with balancing mechanism”, patent No. 82850 U1, IPC G01M 7/02, priority 05/10/2009], which is a vibrating stand with a balancing mechanism, containing a base on which vertical posts are connected, connected in the upper part by a crossbar, an oscillation generator and a load a device in the form of a desktop and a table extender attached to it, characterized in that the table extender of the load device is made in the form of a box-shaped volumetric structure with a flat upper surface, in which are balanced a mechanism consisting of a disk that can be rotated in a horizontal plane, with a smaller diameter eccentrically located disk in it, also that can be rotated in a horizontal plane, and an adjusting screw eccentrically mounted in a disk of a smaller diameter so that everything assembled with the test items is loaded the device has the ability to hang on this screw by rotating it above the upper supporting plane of the table and move in a horizontal plane relative to the center p the working table by mutual rotation of the disks of the balancing mechanism relative to each other until the centers of gravity of the load device and the working table are placed on the same vertical, then again lower down onto the expander and firmly fix on it.
К недостаткам данного изобретения можно отнести отсутствие в математического описания предлагаемого технического решения и отсутствие механизма регулирования.The disadvantages of this invention include the lack of a mathematical description of the proposed technical solution and the absence of a regulatory mechanism.
Также известен вибростенд испытательный электромеханический [Бугаец А.И., Кравченко А.Ф., Потаенко Е.Н., Чиликов С.М., Табунчиков А.В. «Вибростенд испытательный электромеханический», патент №2419078 С2, МПК G01M 7/06, приоритет 20.01.2011], содержащий основание, стол, подвижно сопряженный с основанием направляющими, обеспечивающими вертикальное перемещение стола, электродвигатель с эксцентриковым механизмом, на который опирается стол, возвратные пружины, обеспечивающие постоянный контакт стола с эксцентриковым механизмом, блок привода и измерения и вибродатчик, отличающийся тем, что направляющие стола выполнены в виде двух идентичных четырехзвенников параллелограммов, плоскости которых параллельны оси движения стола, при этом одноименные звенья параллелограммов выполнены в виде упругих податливых в направлении движения стола пластин и попарно закрепленных на основании вибростенда и на столе таким образом, что в нейтральном среднем положении стола смежные упругие звенья параллелограммов находятся в горизонтальном параллельном плоскости стола положении. Эксцентриковый механизм, закрепленный на валу электродвигателя, выполнен с возможностью регулирования эксцентриситета и соответственно амплитуды виброперемещения стола.Electromechanical test shaker is also known [Bugayets A.I., Kravchenko A.F., Potaenko E.N., Chilikov S.M., Tabunchikov A.V. "Electromechanical test vibrostand", patent No. 2419078 C2, IPC G01M 7/06, priority 01/20/2011], comprising a base, a table, movably coupled to the base with guides providing vertical movement of the table, an electric motor with an eccentric mechanism on which the table rests, return springs providing constant contact of the table with the eccentric mechanism, a drive and measurement unit and a vibration sensor, characterized in that the table guides are made in the form of two identical four-link parallelograms, plane and which are parallel to the axis of movement of the table, while the parallelogram links of the same name are made in the form of elastic pliable plates in the direction of movement of the table and pairwise mounted on the base of the vibrating table and on the table so that in the neutral mid-position of the table adjacent parallel links of the parallelograms are in a horizontal parallel plane of the table position. The eccentric mechanism mounted on the motor shaft is made with the possibility of controlling the eccentricity and, accordingly, the amplitude of the table vibration.
Основными недостатками рассматриваемого аналога являются отсутствие математическому моделирования процессов, возникающих в процессе работы установки, а также отсутствие невнимание к режимам согласованного движения координат крайних точек объекта.The main disadvantages of the analogue under consideration are the lack of mathematical modeling of the processes that occur during the operation of the installation, as well as the lack of inattention to the modes of coordinated movement of coordinates of the extreme points of the object.
Известно изобретение [Румянцев Ю.С., Ананьин И.К., Галяпин Д.В. «Установка для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей», патент №63281 U1, МПК В24В 31/06, приоритет 27.05.2007], представляющее собой установку для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей, содержащую контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения и расположенными в два ряда под контейнером по обе стороны от его центра тяжести, отличающаяся тем, что контейнер снабжен приспособлением для размещения и закрепления обрабатываемой детали, самоустанавливающимся на заданный угол обработки и выполненным в виде жесткой рамы, снабженной по обоим своим торцам расположенными вдоль оси вращения цапфами, установленными в подшипниках разъемных люнетов, закрепленных на боковых стенках контейнера, и упорами, взаимодействующими с переставляемыми штифтами, задающими угол установки рамы при различных направлениях вращения валов вибраторов и установленными в радиусных вырезах пластин, закрепленных на люнетах.The invention is known [Rumyantsev Yu.S., Ananyin I.K., Galyapin D.V. “Installation for vibration-shock treatment of surfaces of thin-walled parts”, Patent No. 63281 U1, IPC ВВВ 31/06, priority 05/27/2007], which is an installation for vibration-shock processing of surfaces of thin-walled parts, containing a container for accommodating workpieces together with abrasive filler mounted on an elastically mounted frame carrying inertial vibrators with shafts connected to a rotation drive and arranged in two rows under the container on both sides of its center of gravity, characterized in that the sleep container It is equipped with a device for positioning and securing the workpiece, which is self-locking at a given processing angle and made in the form of a rigid frame equipped with trunnions located along both ends of the axis of rotation mounted in bearings of split lunettes mounted on the side walls of the container and with stops interacting with the rearranged pins that set the angle of the frame for different directions of rotation of the vibrator shafts and are installed in the radial cutouts of the plates mounted on the lunettes.
Недостатками данного изобретения являются отсутствие возможностей регулирования приведенной жесткости системы, а также невнимание к математическому описанию процессов, возникающих в процессе работы установки.The disadvantages of this invention are the lack of regulation of the reduced rigidity of the system, as well as inattention to the mathematical description of the processes that occur during operation of the installation.
За прототип принимается способ управления амплитудой при автоматической настройке на резонансный режим колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя [Пановко Г.Я., Шохин А.Е., Бармина О.В., Еремейкин С.А. «Способ управления амплитудой при автоматической настройке на резонансный режим колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя», патент №2653961 С1, МПК В06В 1/14, приоритет 15.05.2018], заключающийся в том, что колебания рабочего органа вибрационной машины с демпфером с заданными диссипативными характеристиками возбуждают периодической силой за счет вращения дебаланса инерционного вибровозбудителя с приводом от асинхронного двигателя, частоту вращения которого настраивают на резонансный режим колебаний механической системы вибрационной машины по заданному алгоритму, для чего одновременно измеряют перемещение рабочего органа и угловое положение дебаланса, отличающийся тем, что в нем измеряют рассогласование амплитуды колебаний рабочего органа с наперед заданным ее значением, изменяют величину диссипации энергии колебаний в демпфере, сводя величину рассогласования амплитуды колебаний рабочего органа к нулю, при этом изменение величины диссипации вычисляют по заданному алгоритму, который связывает амплитуду колебаний рабочего органа и диссипативные характеристики демпфера.The prototype is a method of controlling the amplitude when automatically tuning to the resonant mode of vibration of a vibrating machine driven by an induction motor [Panovko G.Ya., Shokhin A.E., Barmina O.V., Eremeykin S.A. "The method of controlling the amplitude when automatically tuning to the resonant mode of vibration of a vibrating machine driven by an induction motor", Patent No. 2653961 C1, IPC
Основным недостатком данного изобретения является отсутствие возможности регулирования приведенной жесткости системы. К недостатками также можно отнести отсутствие математического описания режимов работы вибрационной.The main disadvantage of this invention is the inability to control the reduced stiffness of the system. The disadvantages also include the lack of a mathematical description of the vibration modes.
Задачей изобретения контроль динамического состояния вибрационной технологической машины при помощи регулирования длины плеча рычажного механизма.The objective of the invention is the control of the dynamic state of the vibrating technological machine by adjusting the length of the lever arm.
Способ изменения и настройки динамического состояния вибрационной технологической машины, включающий возбуждение колебаний рабочего органа вибрационной технологической машины и регистрацию смещений координат движения вибрационной технологической машины, отличающийся тем, что регистрируют амплитуды колебаний крайних точек вибрационной машины, полученная с датчиков контроля динамического состояния информация поступает в блок управления, регулируют соотношение между этими амплитудами до получения режима их синхронной работы по двум координатам, причем регулируют соотношение путем изменения приведенной жесткости системыA method for changing and adjusting the dynamic state of a vibrating technological machine, including excitation of vibrations of the working body of the vibrating technological machine and recording the displacements of the motion coordinates of the vibrating technological machine, characterized in that the oscillation amplitudes of the extreme points of the vibrating machine are recorded, the information received from the sensors for monitoring the dynamic state goes to the control unit , adjust the ratio between these amplitudes to obtain the mode of their synchronous operation for d mind coordinates, wherein the ratio is adjusted by changing the stiffness of the system shown
Устройство для реализации способа настройки и изменения динамического состояния технологической машины, состоящее из рычажных механизмов и дополнительных связей, работающих в условиях установившихся колебательных движений, отличающееся тем, что величины приведенных массоинерционных параметров создаются не только пассивным методом, но и через создание эффектов изменения приведенных массоинерционных элементов системы, возникающих при эффектах преобразования движений дополнительными связями, создаваемыми специально вводимыми механизмами для преобразования движения и тормозными колодками, влияющих на движение зубчатых секторов.A device for implementing the method of adjusting and changing the dynamic state of a technological machine, consisting of lever mechanisms and additional connections operating in the conditions of steady-state oscillatory movements, characterized in that the values of reduced mass inertial parameters are created not only by the passive method, but also by creating effects of changing the reduced mass inertial elements systems arising from the effects of the transformation of movements by additional bonds created by specially introduced mechanics nism for converting the movement and the brake pads affecting the movement of toothed sectors.
Суть изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана принципиальная схема вибрационной технологической машины с устройствами для изменения и настройки динамического состояния, содержащая опорную поверхность 1, рабочий орган 2, упругие элементы 3, 4, стержни 5, 6, 7, 8, зубчатые секторы 9, 10, пригрузы 11, 12, зубчатые блоки 13, 14, тормозные колодки 15, 16, пневмо-приводы 17, 18, блок управления 19, датчики контроля вибрационного состояния 20, 21, вибровозбудители 22, 23, проводка 24, 25.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a vibrating technological machine with devices for changing and adjusting the dynamic state, comprising a supporting
На фиг. 2 приведена расчетная схема вибрационной технологической машины с дополнительными связями, составленная по фиг. 1.In FIG. 2 shows the design diagram of a vibrating technological machine with additional connections, composed according to FIG. 1.
На фиг. 3 показана структурная математическая модель (структурная схема) исходной системы технологической вибрационной машины по фиг. 2.In FIG. 3 shows a structural mathematical model (block diagram) of the original system of the technological vibration machine of FIG. 2.
Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.
Предлагаемое изобретение представляет собой механическую колебательную систему, состоящую из рабочего органа 2 в виде твердого тела, опирающегося через упругие элементы 3, 4 на опорную поверхность 1. Такая механическая колебательная система является расчетной схемой технологической вибрационной машины (вибростенда) с двумя степенями свободы.The present invention is a mechanical oscillating system, consisting of a working
Рабочий орган 2 вибрационной машины имеет два упругих элемента 3 и 4, представляющие собой пружины, которые закрепляются шарнирно в тт. (А) и (В) на опорной поверхности 1; двумя тт. (А1) и (В1) упругие элементы 3, 4 закрепляются шарнирно с рабочим органом 2. Кроме упругих связей в системе, реализуемых пружинами 3 и 4, вводятся и используются дополнительные связи в виде двух рычажных механизмов. Это механизмы состоят соответственно из стержней 5, 6 и зубчатого сектора 9, а также стержней 7, 8 и зубчатого сектора 10. При этом звено 9 представляет собой зубчатый сектор радиусом R1, соединяющийся с зубчатым блоком 13.The working
В тт. (A0) и (B0) расположены пригрузы 11 и 12. Массы этих пригрузов могут изменяться в процессе настройки. Рабочий орган 2 как твердое тело, обладает массой М и моментом инерции J. Центр масс системы расположен в т. (О); ее положение определяется соответственно длинами l1-A1O, l2=B1O.In vols. (A 0 ) and (B 0 ) the
Движение рабочего органа 2 описывается в двух системах координат у1, у2, а также у0, ϕ, связанных с неподвижным базисом, инициируется вибровозбудителями 22, 23. Положение звеньев рычажных механизмов или устройств для преобразования движения, определяется значениями углов α1, β1 и α2, β2.The movement of the working
В т. (В1) к рабочему органу 2 по краям присоединяются дополнительные связи в виде рычажных механизмов, имеющих рычаги в виде стержней 5, 7 длиной , и стержня 8 со стороной , который присоединяется к зубчатого сектора 10. Зубчатый сектор 10 имеет радиус R2. Зубчатый сектор соединяется с зубчатым блоком 14, имеющим радиус r2; к цилиндрической поверхности блока могут прижиматься тормозные колодки 15, 16, что создает при взаимодействиях элементов определенные силы сопротивления. В первом приближении, момент сил сопротивления может интерпретироваться как введение в систему дополнительной связи, реализующей эффект увеличения приведенной массы. Режим управления при настройке осуществляется приводами 17, 18 с питанием от блока управления 19 (например, ресивер).In t. (B 1 ) additional links in the form of lever mechanisms having levers in the form of
Система работает таким образом, что параметры динамического состояния, которое должно поддерживаться в течение некоторого рабочего технологического цикла, что настраивается предварительно на основе специального устройства; такое устройство имеет датчики контроля вибрационного состояния 20, 21 по координатам рабочего органа. Эта информация обрабатывается в блоке управления 19 и определяет величину прижаться тормозных колодок 15 и 16. Связь датчиков с блоком управления 19 осуществляется через проводку 24, 25. В движение колодки приводятся пневмоприводами 17, 18; путем использования дросселя (блока управления 19). Система имеет компрессор для создания избыточного давления.The system works in such a way that the parameters of the dynamic state, which must be maintained during a certain working technological cycle, are pre-configured on the basis of a special device; such a device has sensors for monitoring the
Система управления отличается простой и предназначена для обслуживания вибрационных технологических процессов с длительными технологическими циклами. Система обладает возможностями детализированных настроечных действий и коррекций при изменениях приведенных массоинерционных параметров, путем изменения также и масс пригрузов 11 и 12.The control system is simple and designed to service vibrating technological processes with long technological cycles. The system has the capabilities of detailed tuning actions and corrections when changing the given mass inertia parameters, by changing also the masses of the
Теоретическое обоснование технологии изменения динамического состояния технологической вибрационной машиныTheoretical basis of the technology for changing the dynamic state of a technological vibrating machine
Расчетная схема технологической вибрационной машины, динамическое состояние которой может изменяться путем введения дополнительных связей, представлена в виде механической колебательной системы с двумя степенями свободы, как показано на фиг. 2.The design diagram of a technological vibration machine, the dynamic state of which can be changed by introducing additional bonds, is presented in the form of a mechanical oscillatory system with two degrees of freedom, as shown in FIG. 2.
Рабочий орган машины представляет собой твердое тело, совершающее плоское движение в системах координат у1, у2 и у0, ϕ в неподвижном базисе.The working body of the machine is a solid body that performs plane motion in the coordinate systems y 1 , y 2 and y 0 , ϕ in a fixed basis.
При исследованиях динамического состояния системы по фиг. 2 предполагается, что система обладает линейными свойствами и совершает малые колебания относительно положения статического равновесия, определяемого в том числе, и значениями углов α1, α2, β1 и β2, определяющих исходную конфигурацию контура рычажных (стержневых) звеньев.In studies of the dynamic state of the system of FIG. 2 it is assumed that the system has linear properties and performs small fluctuations with respect to the position of static equilibrium, which is also determined by the values of the angles α 1 , α 2 , β 1 and β 2 that determine the initial configuration of the contour of the lever (rod) links.
В процессе движения рабочего органа формируются упругие силы противодействия (или реакции) в тт. (А), (А1), (В), (В1), это вызывает динамические взаимодействия элементов системы дополнительных связей. Дополнительные связи выполнены в виде зубчатых секторов с радиусами R1 и R2 соответственно. Эти зубчатые сектора обладают моментами инерции J1 и J2, входящими в зацепление со специальными зубчатыми блоками, обладающими моментами инерции и с радиусами r1 и r2 соответственно. К элементам и приложены моменты сил сопротивления М1 и М2, создаваемые специальными тормозными устройствами.In the process of movement of the working body, elastic reaction forces (or reactions) are formed in volts. (A), (A 1 ), (B), (B 1 ), this causes dynamic interactions of elements of the system of additional bonds. Additional bonds are made in the form of gear sectors with radii R 1 and R 2, respectively. These gear sectors have moments of inertia J 1 and J 2 , which mesh with special gear units having moments of inertia and with radii r 1 and r 2 respectively. To items and applied moments of resistance forces M 1 and M 2 created by special braking devices.
Движения рабочего органа вызывают также соответствующие движения дополнительных масс (пригрузов) m1 и m2 соответственно, что оказывает влияние на распределение амплитуд колебаний точек рабочего органа. Совокупность параметров движения точек колеблющегося твердого тела с массой М и моментом инерции J, предопределяет параметры вибрационного поля рабочего органа.The movements of the working body also cause the corresponding movements of the additional masses (weights) m 1 and m 2, respectively, which affects the distribution of the amplitudes of oscillations of the points of the working body. The set of motion parameters of the points of an oscillating solid with mass M and moment of inertia J determines the parameters of the vibration field of the working body.
Центр масс системы находится в т. (О), определяемой длинами l1 и l2. Дополнительные связи, реализуются рычажными механизмами с длинами звеньев , , , , соответственно.The center of mass of the system is located in t. (O), defined by the lengths l 1 and l 2 . Additional connections are realized by link mechanisms with link lengths , , , , respectively.
1. Для построения математической моделей системы, используется технология, определяемая формализмом Лагранжа 2-го рода, что достаточно подробно изложено, например, в работах [1, 2]. Полагается, что между координатами у1, у2 и у0, ϕ имеются соотношения:1. To construct mathematical models of the system, a technology is used that is determined by the Lagrange formalism of the second kind, which is described in sufficient detail, for example, in [1, 2]. It is believed that between the coordinates y 1 , y 2 and y 0 , ϕ there are relations:
гдеWhere
Для построения математической модели системы можно записать выражения для кинетической и потенциальной энергий системы, представленной на рис. 1:To build a mathematical model of the system, we can write expressions for the kinetic and potential energies of the system shown in Fig. 1:
здесь - абсолютные скорости движения точек (A0), (В0) - расположения сосредоточенных масс m1 и m2 соответственно; ε1, ε2 - угловые скорости зубчатых секторов a1, а2, b1, b2 - коэффициенты, зависящие от параметров дополнительных связей . Все коэффициенты определяются на основе кинематических расчетов.here - the absolute speed of the points (A 0 ), (B 0 ) - the location of the concentrated masses m 1 and m 2, respectively; ε 1 , ε 2 - the angular velocity of the gear sectors a 1 , a 2 , b 1 , b 2 - coefficients depending on the parameters of additional bonds . All coefficients are determined based on kinematic calculations.
Система уравнений во временной области имеет вид:The system of equations in the time domain has the form:
Во временной области, математическая модель исходной системы (рис. 1) представляет собой систему из двух линейных обыкновенных дифференциальных уравнений 2-го порядка с постоянными коэффициентами. Внешние воздействия Q1(t) и Q2(t) являются синфазными гармоническими функциями. Практически такие внешние факторы в простейшей форме реализуются с помощью вибровозбудителей, например, инерционных, что достаточно подробно изложено в работе [3]. Для расширения возможностей коррекции вибрационных полей и изменения динамических состояний рабочего органа определенными преимуществами является возможность создания условий, при которых имеет связность внешних факторов:In the time domain, the mathematical model of the original system (Fig. 1) is a system of two linear ordinary second-order differential equations with constant coefficients. External influences Q 1 (t) and Q 2 (t) are in-phase harmonic functions. Practically, such external factors are realized in the simplest form using vibration exciters, for example, inertial ones, which is described in sufficient detail in [3]. To expand the possibilities of correcting vibration fields and changing the dynamic states of the working body, certain advantages are the ability to create conditions under which there is a coherence of external factors:
где α коэффициент связности двух внешних воздействий, α может принимать нулевые, положительные и отрицательные значения; при α=1 имеет место быть случай, рассматриваемый на рис. 1.where α is the coefficient of connectivity of two external influences, α can take zero, positive and negative values; for α = 1, the case considered in Fig. 1.
2. Система уравнений (5), (6) на основе преобразований Лапласа при нулевых начальных условиях может быть трансформирована в систему уравнений в операторной форме2. The system of equations (5), (6) based on the Laplace transforms under zero initial conditions can be transformed into the system of equations in operator form
где р=jω - комплексная переменная значок 〈-〉 над переменной означает ее изображение по Лапласу [1]. Система уравнений в операторной форме может быть представлена в виде структурной математической модели или структурной схемы эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления.where p = jω is the complex variable the 〈-〉 icon above a variable means its Laplace image [1]. The system of equations in operator form can be represented in the form of a structural mathematical model or structural diagram of a dynamically equivalent automatic control system.
3. Используя структурную схему на фиг. 3, запишем нужные для решения задачи коррекции и формирования вибрационного поля, передаточные функции:3. Using the block diagram of FIG. 3, we write down the transfer functions necessary for solving the problem of correction and formation of the vibration field:
гдеWhere
- частотное характеристическое уравнение системы.- frequency characteristic equation of the system.
4. Для настройки и изменения динамического состояния системы предлагается использование межпарциальной передаточной функции W12(p), определяемой выражением (13).4. To configure and change the dynamic state of the system, it is proposed to use the inter-partial transfer function W 12 (p) defined by expression (13).
Если задать , то из (12) можно найти частоту вибрационного воздействия, при которой такое заданное однородное вибрационное поле формируется. Если получаемая частота для получения такого поля не соответствует регламенту технологического процесса, то определение подходящего значения частоты или частотного диапазона, может быть обеспечено путем выбора изменяемых параметров. Такими парметрами могут быть величины пригрузов m1 и m2, закрепляемых в тт. (А0), (В0).If you ask , then from (12) it is possible to find the frequency of the vibrational impact at which such a given uniform vibrational field is formed. If the obtained frequency for obtaining such a field does not comply with the technological process regulations, then the determination of a suitable frequency value or frequency range can be achieved by selecting variable parameters. Such parameters can be the values of the loads m 1 and m 2 , fixed in TT. (A 0 ), (B 0 ).
Изменяемым параметром может быть коэффициент связности вибрационных воздействий а, что соответственно требует определенных конструктивно-технический решений в блоках вибрационного возбуждения вибростенда. В качестве настроечного параметра предлагается изменение тормозных моментов М1 и М2, что трансформируется в соответствующее изменение приведенного момента инерции и При увеличении М1 и М2 происходит соответствующее по своей физической значимости изменение приведенных моментов инерции. По существу, коррекция и изменение динамического состояния вибростенда с позиций изменения приведенных моментов инерции дополнительных связей осуществляется через использование соотношения, когда выполняется условие и Здесь M1 и М2 являются моментами сил сопротивления, формируемыми специальным устройством, обеспечивающим прижатие тормозной колодки к ободу специальной цилиндрической накладки на том же валу, что и зубчатое колесо с моментом инерции и Настройка вибрационного поля и динамического состояния вибрационного технологического стенда осуществляется на предварительной стадии подготовки технологического комплекса к работе. Для настройки могут производиться также предварительные расчеты с учетом конкретных упругих, массоинерционных параметров системы, а также ее геометрических характеристик. Структура поля, формы распределения амплитуд колебаний рабочего органа задаются на основе передаточной функции межпарциальной связи. Предлагаемый подход допускает возможности полной автоматизации настройки и коррекции вибрационного состояния. При формировании методики расчета используются следующие литературыThe variable parameter can be the coefficient of connectivity of the vibration effects a, which accordingly requires certain structural and technical solutions in the blocks of vibrational excitation of the vibrating stand. As a tuning parameter, a change in the braking moments M 1 and M 2 is proposed, which transforms into a corresponding change in the reduced moment of inertia and With an increase in M 1 and M 2 , a change in the given moments of inertia corresponding in its physical significance occurs. Essentially, the correction and change in the dynamic state of the vibration bench from the position of changing the given moments of inertia of the additional bonds is carried out through the use of the ratio when the condition and Here, M 1 and M 2 are the moments of resistance forces formed by a special device that ensures that the brake shoe is pressed against the rim of a special cylindrical lining on the same shaft as the gear wheel with the moment of inertia and The setting of the vibration field and the dynamic state of the vibration technological stand is carried out at the preliminary stage of preparation of the technological complex for work. For tuning, preliminary calculations can also be made taking into account specific elastic, mass inertia parameters of the system, as well as its geometric characteristics. The structure of the field, the shape of the distribution of the amplitudes of the oscillations of the working body are set on the basis of the transfer function of the inter-partial communication. The proposed approach allows the full automation of tuning and correction of the vibrational state. In the formation of the calculation methodology, the following literature is used
1. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники / И.И. Быховский. - М.: Машиностроение, 1968. - 362 с.1. Bykhovsky II. Fundamentals of the theory of vibration technology / II. Bykhovsky. - M.: Mechanical Engineering, 1968 .-- 362 p.
2. Елисеев С.В. Прикладная теория колебаний в задачах динамики линейных механических систем / С.В. Елисеев, А.И. Артюнин. - Новосибирск: Наука, 2016. - 459 с.2. Eliseev S.V. Applied theory of oscillations in problems of the dynamics of linear mechanical systems / S.V. Eliseev, A.I. Artyunin. - Novosibirsk: Nauka, 2016 .-- 459 p.
3. Елисеев С.В. Прикладной системный анализ и структурное математическое моделирование / С.В. Елисеев. - Иркутск: ИрГУПС, 2018.3. Eliseev S.V. Applied system analysis and structural mathematical modeling / S.V. Eliseev. - Irkutsk: IrGUPS, 2018.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143317A RU2710314C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143317A RU2710314C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710314C1 true RU2710314C1 (en) | 2019-12-25 |
Family
ID=69022800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143317A RU2710314C1 (en) | 2018-12-06 | 2018-12-06 | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710314C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749987C1 (en) * | 2020-09-04 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for correcting the dynamic state of the working body of vibrating technological machine and method for its implementation |
RU2751169C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for control of the dynamic state of a vibrational technological machine |
RU2755534C1 (en) * | 2020-09-04 | 2021-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Apparatus for controlling dynamic state of vibrational technological machine and method for implementation thereof |
RU2756393C1 (en) * | 2020-10-09 | 2021-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for forming specific modes of the dynamic state of the working organ of a vibrating technological machine and a method for its implementation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4001658A (en) * | 1973-04-16 | 1977-01-04 | Ernst Leitz G.M.B.H. | Oscillator for non-sinusoidal movements |
SU777466A1 (en) * | 1978-10-02 | 1980-11-07 | Институт Проблем Прочности Ан Украинской Сср | Method of determining characteristics of damping oscillations of system |
RU2475658C2 (en) * | 2011-04-28 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation |
RU2617800C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО "ИрГУПС") | Method and device for technical condition estimation of the engineering structures |
RU2624829C1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Vibrating field characteristics control method and device for its implementation |
RU2653961C1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-05-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode |
-
2018
- 2018-12-06 RU RU2018143317A patent/RU2710314C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4001658A (en) * | 1973-04-16 | 1977-01-04 | Ernst Leitz G.M.B.H. | Oscillator for non-sinusoidal movements |
SU777466A1 (en) * | 1978-10-02 | 1980-11-07 | Институт Проблем Прочности Ан Украинской Сср | Method of determining characteristics of damping oscillations of system |
RU2475658C2 (en) * | 2011-04-28 | 2013-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation |
RU2624829C1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Vibrating field characteristics control method and device for its implementation |
RU2617800C1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО "ИрГУПС") | Method and device for technical condition estimation of the engineering structures |
RU2653961C1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-05-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of the amplitude controlling during the automatic tuning to the driven by induction motor vibrating machine vibrations resonance mode |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751169C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-07-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for control of the dynamic state of a vibrational technological machine |
RU2749987C1 (en) * | 2020-09-04 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for correcting the dynamic state of the working body of vibrating technological machine and method for its implementation |
RU2755534C1 (en) * | 2020-09-04 | 2021-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Apparatus for controlling dynamic state of vibrational technological machine and method for implementation thereof |
RU2756393C1 (en) * | 2020-10-09 | 2021-09-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for forming specific modes of the dynamic state of the working organ of a vibrating technological machine and a method for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2710314C1 (en) | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method | |
JPH09187729A (en) | Module type double inversion eccentric mass vibrating force generator | |
US20180161818A1 (en) | Vibration generator using phase difference for amplitude control and method thereof | |
RU2475658C2 (en) | Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation | |
Yatsun et al. | Equations of motion of vibration machines with a translational motion of platforms and a vibration exciter in the form of a passive auto-balancer | |
RU2711832C1 (en) | Method for control of dynamic state of process vibration machine and device for implementation thereof | |
JP2006272812A (en) | Shaking device | |
RU2751042C1 (en) | Device for setting, correcting, forming and controlling dynamic state of vibration technological machine and method for its implementation | |
RU2693711C2 (en) | Vibration process machine dynamic state control device | |
RU2695899C1 (en) | Method for adjusting vibration amplitude distributions of a vibration table working body and device for its implementation | |
RU2716368C1 (en) | Method of adjusting vibrations amplitude distribution of vibrating process bench working element and device for implementation thereof | |
RU2718177C1 (en) | Method of adjusting dynamic state of vibration process machine and device for implementation thereof | |
RU2696506C1 (en) | Method of controlling dynamic state of technical object during vibration actions and device for its implementation | |
RU2756393C1 (en) | Device for forming specific modes of the dynamic state of the working organ of a vibrating technological machine and a method for its implementation | |
RU2691646C1 (en) | Method of controlling formation of structure and parameters of vibration field of process machine | |
RU2755646C1 (en) | Device for setting, adjusting and forming the dynamic state of a vibrating technological machine and a method for its implementation | |
RU2734839C1 (en) | Vibration process machine dynamic state control device | |
Majewski | Vibratory forces and synchronization in physical systems | |
JPS6115003B2 (en) | ||
RU2753843C1 (en) | Apparatus for forming and controlling the dynamic state of a vibrational technological machine and method for implementation thereof | |
RU2749364C2 (en) | A method of forming, adjusting and adjusting the dynamic state of the working bodies of technological vibration machines based on the introduction of additional elastic connections and a device for its implementation | |
RU2751169C1 (en) | Method for control of the dynamic state of a vibrational technological machine | |
RU2749987C1 (en) | Device for correcting the dynamic state of the working body of vibrating technological machine and method for its implementation | |
RU2410167C1 (en) | Procedure for excitation of resonance mechanical oscillations and device for its implementation (versions) | |
JP6990798B1 (en) | Vibration type article transfer device and vibration type article transfer method |