UA133330U

UA133330U - METHOD OF VIBRATION TRANSPORT

Info

Publication number: UA133330U
Application number: UAU201811749U
Authority: UA
Inventors: Ігор Йосифович Врублевський
Original assignee: Національна Академія Сухопутних Військ Імені Гетьмана Петра Сагайдачного
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-03-25

Abstract

Спосіб вібраційного транспортування полягає в тому, що вантажонесучому органу вібраційного транспортера надають горизонтальні та нормальні коливання від незалежних електромагнітних приводів, які живляться від джерела змінного струму через однопівперіодні випрямлячі. При цьому електромагнітний привід нормальних коливань розташований так, що при зменшенні повітряного проміжку електромагніту вантажонесучий орган рухається вниз. З метою збільшення швидкості транспортування шляхом надання вантажонесучому органу оптимальних бігармонічних нормальних коливань одним віброзбуджувачем, живлення приводу нормальних коливань здійснюють від джерела струму з частотою коливань, рівною 0,65…0,71 власної частоти нормальних коливань в залежності від кута нахилу транспортної поверхні вантажонесучого органа до горизонту.The method of vibration transport is that the load-bearing body of the vibrating conveyor is provided with horizontal and normal vibrations from independent electromagnetic actuators, which are fed from the AC source through one-period rectifiers. In this case, the electromagnetic actuator of normal oscillations is located so that when the air gap of the electromagnet is reduced, the load-carrying body moves down. In order to increase the speed of transportation by providing the load-bearing body with the optimal harmonic normal oscillations of one vibrator, the drive of the drive of normal oscillations is carried out from a current source with oscillation frequency equal to 0.65 ... 0.71 of the natural frequency of normal oscillations depending on the angle of inclination of the transport body the horizon.

Description

Корисна модель належить до галузі підйомно-транспортного машинобудування. Її принцип дії побудований на збільшенні швидкості транспортування вантажів при тій же амплітуді і частоті коливань вантажонесучого органа вібраційного транспортного пристрою завдяки використанню оптимального бігармонічного закону нормальних коливань пристрою.The utility model belongs to the field of lifting and transport engineering. Its operating principle is based on increasing the speed of cargo transportation at the same amplitude and frequency of vibrations of the load-bearing body of the vibrating transport device due to the use of the optimal biharmonic law of normal vibrations of the device.

Відомі способи вібраційного транспортування штучних вантажів, у тому числі транспортування уверх, завдяки перерозподілу дії сил тертя протягом періоду коливань (11.There are known methods of vibrational transportation of artificial loads, including upward transportation, thanks to the redistribution of friction forces during the period of oscillations (11.

У найпростішому способі з напрямленими прямолінійними коливаннями це досягається тим, що кут напрямку коливань більший кута підйому вантажу на певну величину. Швидкість вібраційного переміщення М можна визначити за формулою |21In the simplest method with directed rectilinear oscillations, this is achieved by the fact that the angle of the direction of oscillations is greater than the angle of lifting the load by a certain amount. The speed of vibration movement M can be determined by the formula |21

М - АдоК х У , (1)M - AdoK x U, (1)

М - АхоКу . : де - амплітуда коливань у напрямку транспортування (поздовжніх коливань),M - AhoKu. : where is the amplitude of oscillations in the direction of transport (longitudinal oscillations),

М АхоКу кругова частота вимушених коливань привода,M AhoKu circular frequency of forced oscillations of the drive,

М АхоКку циклічна частота вимушених коливань,M AhoKku cyclic frequency of forced oscillations,

Ку. безрозмірний коефіцієнт швидкості, величина якого залежить від декількох параметрів коливань. дKu. dimensionless speed coefficient, the value of which depends on several vibration parameters. d

Для збільшення амплітуди х, яке дає збільшення швидкості М, необхідно суттєво збільшувати потужність приводу і розміри пружин. У зв'язку з тим, що збільшення амплітуди і частоти коливань пристрою має певні межі, для отримання великої швидкості транспортування велике значення набуває проблема підвищення величини коефіцієнта швидкості "М, яка суттєво залежить від безрозмірного параметра кута нахилу:To increase the amplitude x, which gives an increase in the speed M, it is necessary to significantly increase the power of the drive and the dimensions of the springs. Due to the fact that the increase in the amplitude and frequency of oscillations of the device has certain limits, in order to obtain a high speed of transportation, the problem of increasing the value of the speed coefficient "M", which significantly depends on the dimensionless parameter of the angle of inclination, becomes of great importance:

Їдо. ка - Ве г, (г) де Є - кут нахилу транспортної поверхні до горизонту,eat ka - Ve g, (d) where E is the angle of inclination of the transport surface to the horizon,

Ще коефіцієнт тертя ковзання вантажу, що транспортується.Also, the sliding friction coefficient of the transported cargo.

У найпростіших пристроях з прямолінійними коливаннями при великих амплітудах величина коефіцієнта швидкості невелика Мт 2). Для її підвищення використовуються незалежні віброзбуджувачі поздовжніх коливань у напрямку транспортування Х і нормальних (перпендикулярних до транспортної поверхні) коливань у напрямку У (у випадкуIn the simplest devices with rectilinear oscillations at large amplitudes, the value of the speed coefficient is small Mt 2). To increase it, independent vibration exciters of longitudinal vibrations in the direction of transport X and normal (perpendicular to the transport surface) vibrations in the direction Y are used (in the case

Зо горизонтального транспортування - при о -0 поздовжні і нормальні коливання називають відповідно горизонтальними і вертикальними) зі зсувом по фазі на кут 7. При цьому робочий орган транспортного пристрою коливається по еліптичній траєкторії, а величина коефіцієнта швидкості суттєво збільшується, досягаючи максимуму при певному значенні кута 77520, яке називають оптимальним за швидкістю кутом зсуву фаз. Зокрема, у безвідривних режимах переміщення, які необхідні для тра непдрртування масивних. або крихких вантажів, при горизонтальному транспортуванні «-0/ величина У 7277, Крім цього, збільшуються можливі кути підйому вантажів при транспортуванні уверх.From horizontal transportation - at o -0, longitudinal and normal oscillations are called horizontal and vertical, respectively) with a phase shift by an angle of 7. At the same time, the working body of the transport device oscillates along an elliptical trajectory, and the value of the speed coefficient increases significantly, reaching a maximum at a certain angle value 77520, which is called the speed-optimal phase shift angle. In particular, in non-detachable modes of movement, which are necessary for the maintenance of massive objects. or fragile loads, during horizontal transportation "-0/ value У 7277, In addition, the possible angles of lifting of loads during upward transportation increase.

Ще більші переваги у швидкості транспортування та кутах підйому вантажів дає використання разом з поздовжніми гармонічними коливаннями бігармонічних нормальних коливанр за законом ІЗ) (Фіг. 1) х - АХ апі(ої є у - Ат8віпої -- А» соз2ої (3)Even greater advantages in the speed of transportation and angles of lifting of loads are provided by the use of biharmonic normal oscillations along with longitudinal harmonic oscillations according to the law of ЯЗ) (Fig. 1)

А. А» . . . 2. . . . . де і - амплітуди відповідно першої і другої гармоніки бігармонічних нормальних коливань, Ї - час. При такому законі коливань з оптимальними співвідношеннями амплітуд гармонік коефіцієнт швидкості при горизонтальному транспортуванні у безвідривних режимах м, а граничний кут підйому (максимальний кут, при якому можливий рух уверх) визначається значенням параметра Ка -09 у той час як при еліптичних коливаннях (коли обидві складові гармонічні) - значенням Ка - 064A. A". . . 2. . . . where and are the amplitudes of the first and second harmonics of biharmonic normal oscillations, respectively, and Y is time. With such a law of oscillations with optimal ratios of harmonic amplitudes, the speed coefficient during horizontal transportation in continuous modes is m, and the limit angle of elevation (the maximum angle at which upward motion is possible) is determined by the value of the parameter Ka -09, while with elliptical oscillations (when both components harmonic) - value Ka - 064

На Фіг. 1 суцільними лініями показано графіки поздовжніх і нормальних коливань (х і у) в залежності від часу Її протягом періоду коливань епі, Штриховими лініями показано графіки першої і другої гармоніки бігармонічних нормальних коливань (відповідно крива 1 і 2).In Fig. 1 solid lines show graphs of longitudinal and normal oscillations (x and y) as a function of time Her during the period of epi oscillations. Dashed lines show graphs of the first and second harmonics of biharmonic normal oscillations (curves 1 and 2, respectively).

Відомий спосіб вібраційного транспортування з гармонічними поздовжніми та бігармонічними нормальними коливаннями |4), в якому бігармонічні коливання реалізуються за допомогою двох віброзбуджувачів, частоти коливань яких відрізняються у 2 рази. Реалізація такого способу вимагає застосування тримасового транспортного пристрою з трьома віброзбуджувачами, конструкція якого достатньо складна.There is a known method of vibration transportation with harmonic longitudinal and biharmonic normal oscillations |4), in which biharmonic oscillations are realized with the help of two vibration exciters, whose oscillation frequencies differ by a factor of 2. The implementation of this method requires the use of a three-mass transport device with three vibration exciters, the design of which is quite complex.

Як показали теоретичні і практичні дослідження |5)Ї), оптимальний за швидкістю закон бігармонічних нормальних коливань може бути реалізований за допомогою одного електромагнітного віброзбуджувача, працюючого у дорезонансному режимі. При цьому цей закон реалізується, коли електромагнітний віброзбуджувач розташований так, що при зменшенні повітряного проміжку електромагніту вантажонесучий орган рухається вниз, що має місце у більшості двомасових коливних системах, а затухання в системі достатньо мале.As shown by theoretical and practical studies |5)Y), the law of biharmonic normal oscillations, optimal in terms of speed, can be implemented with the help of one electromagnetic vibration exciter operating in the pre-resonance mode. At the same time, this law is implemented when the electromagnetic vibration exciter is located in such a way that when the air gap of the electromagnet decreases, the load-carrying body moves down, which occurs in most two-mass oscillating systems, and the damping in the system is small enough.

Оптимальне за швидкістю співвідношення амплітуд АГА залежить від параметра Ко, в той же час співвідношення амплітуд, яке реалізує електромагнітний віброзбуджувач, залежить від співвідношення частот вимушених і власних коливань. Відтак можна порахувати необхідну власну частоту нормальних коливань "" в залежності від параметра Ко яка забезпечить максимум швидкості (Фіг. 2). Як видно з Фіг. 2, при горизонтальному транспортуванні (ж Щі о) ця частота "7 -70,1 Гц, при граничному куті підйому Кк -09) величина "7 -66,5 Гц.The optimal speed ratio of the AGA amplitudes depends on the Ko parameter, at the same time the amplitude ratio implemented by the electromagnetic vibration exciter depends on the ratio of the frequencies of forced and natural oscillations. Therefore, it is possible to calculate the necessary natural frequency of normal oscillations "" depending on the Ko parameter, which will provide the maximum speed (Fig. 2). As can be seen from Fig. 2, during horizontal transportation (with Shchi o) this frequency is "7 -70.1 Hz, at the limit angle of elevation Kk -09) the value is "7 -66.5 Hz.

Суть запропонованого способу вібраційного транспортування полягає в тому, що вантажонесучому органу разом з поздовжніми коливаннями надають бігармонічні нормальні коливання за допомогою електромагнітного віброзбуджувача, який працює у дорезонансному режимі з оптимальною власною частотою "", величина якої залежить від кута нахилу транспортної площини до горизонту і коефіцієнта тертя вантажу.The essence of the proposed method of vibration transportation is that, along with longitudinal vibrations, biharmonic normal vibrations are given to the load-carrying body with the help of an electromagnetic vibration exciter, which works in the pre-resonance mode with the optimal natural frequency "", the value of which depends on the angle of inclination of the transport plane to the horizon and the coefficient of friction cargo

Оптимальний кут зсуву фаз між поздовжніми і нормальними коливаннями залежить від декількох параметрів (співвідношення амплітуд, кута нахилу до горизонту, коефіцієнта тертя), його можна порахувати у градусах за наближеною формулою, запропонованою автором |бЇ, яка справедлива фуд швидкісному транспортуванні, коли хх 7? 1, во 0 ЦБ дідо,The optimal phase shift angle between longitudinal and normal oscillations depends on several parameters (amplitude ratio, angle of inclination to the horizon, friction coefficient), it can be calculated in degrees according to the approximate formula proposed by the author |bІ, which is valid for high-speed transportation when хx 7? 1, in 0 central bank grandfather,

Коо) Ах .Koo) Ah.

Спосіб вібраційного транспортування може бути реалізований, коли на електромагніти вібропривода подається змінна напруга через однопівперіодні випрямлячі (наприклад, діоди), таким чином, робочому органу надаються коливання з промисловою частотою (50 Гц).The method of vibration transportation can be implemented when an alternating voltage is applied to the electromagnets of the vibration drive through single-semi-periodic rectifiers (for example, diodes), thus, oscillations with an industrial frequency (50 Hz) are provided to the working body.

Електромагнітний привід поздовжніх коливань для реалізації великою амплітуди коливань повинен працювати у білярезонансному режимі (з власною частотою 52-53 Гу), а привід нормальних коливань, амплітуда яких порівняно невелика, - у дорезонансному режимі (з власною частотою 66,5-70,1 Гу в залежності від параметра кута нахилу Кос), при якому реалізуються бігармонічні коливання зі співвідношеннями амплітуд і кутами зсуву фаз між ними, оптимальними за швидкістю.An electromagnetic drive of longitudinal oscillations to realize a large amplitude of oscillations must work in a near-resonance mode (with a natural frequency of 52-53 Hu), and a drive of normal vibrations, the amplitude of which is relatively small, in a pre-resonance mode (with a natural frequency of 66.5-70.1 Hu depending on the parameter of the inclination angle Cos), in which biharmonic oscillations are realized with amplitude ratios and phase shift angles between them, optimal in terms of speed.

Запропонований спосіб вібраційного транспортування дозволяє завдяки безвідривним режимам переміщення транспортувати масивні і крихкі вантажі з великою швидкістю, а відтак суттєво збільшується продуктивність та вантажопідйомність.The proposed method of vibration transportation allows you to transport massive and fragile goods at high speed thanks to continuous modes of movement, and thus significantly increases productivity and carrying capacity.

Джерела інформації: 1. Вибрации в технике. Справочник, т. 4. Вибрационнье машинь; и процессь / Под. ред. 3.3.Sources of information: 1. Selections in technology. Directory, vol. 4. Vibration machines; and the process / Sub. ed. 3.3.

Лавендела. - М.: Машиностроение. - 1981. - 509 с. 2. Повідайло В.О. Вібраційні процеси та обладнання - Львів: НУ "Львівська політехніка" - 2004. - 248 с. 3. Врублевський І.Й. Оптимізація параметрів полігармонічних нормальних коливань під час безвідривного вібротранспортування // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Мо 613. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. - Львів: НУ "ЛП". - 2008. - С. 89-92. 4. Ас. Мо 1320135 СССР, МКИ" В65027/08. Вибрационньій конвейер / И.И. Врублевский. -Lavendela - M.: Mashinostroenie. - 1981. - 509 p. 2. Reported by V.O. Vibration processes and equipment - Lviv: NU "Lviv Polytechnic" - 2004. - 248 p. 3. Vrublevsky I.Y. Optimization of the parameters of polyharmonic normal oscillations during continuous vibration transport // Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Mo 613. Optimization of production processes and technical control in mechanical engineering and instrument engineering. - Lviv: NU "LP". - 2008. - P. 89-92. 4. Ace. Mo. 1320135 USSR, MKI" В65027/08. Vibration conveyor / I.I. Vrublevsky. -

Бюллетень изобретений Мо 24, 1987. 5. Врублевський І.Й. Дослідження електромагнітного приводу вібраційного транспортера у дорезонансному режимі // Військово-технічний збірник - Мо 17 - Львів: Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного - 2017. - С. 9-14.Bulletin invented Mo 24, 1987. 5. Vrublevsky I.Y. Research of the electromagnetic drive of the vibrating conveyor in the pre-resonance mode // Military technical collection - Mo 17 - Lviv: National Academy of Land Forces named after Hetman Petro Sagaidachny - 2017. - P. 9-14.

6. Врублевський І.Й.6. Vrublevsky I.Y.

Вплив співвідношення між динамічним і статичним коефіцієнтами тертя на швидкість вібротранспортування при еліптичних коливаннях // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". - Мо 867. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. - Львів: НУ "ЛП". - 2017. - С. 41-45.Influence of the ratio between dynamic and static coefficients of friction on the speed of vibration transport during elliptical oscillations // Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". - Mo 867. Optimization of production processes and technical control in mechanical engineering and instrument engineering. - Lviv: NU "LP". - 2017. - P. 41-45.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A method of vibration transportation, which consists in the fact that the load-carrying body of the vibrating conveyor is provided with horizontal and normal oscillations from independent electromagnetic drives that are fed from an alternating current source through single-phase rectifiers, and the electromagnetic drive of normal oscillations is located so that when the air gap is reduced electromagnet, the load-carrying body moves down, which is distinguished by the fact that in order to increase the speed of transportation by providing the load-carrying body with optimal biharmonic normal oscillations by one vibration exciter, the normal oscillation drive is powered from a current source with an oscillation frequency equal to 0.65...0.71 of its own frequency of normal oscillations depending on the angle of inclination of the transport surface of the load-carrying body to the horizon. yachyaya ШЯ gi і she o ve shrusie: х и и Й , 7 ; : 7; ! do they eat;

Fig. 1