Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

К.т.н. Ланець О.С., к.т.н. Гордєєв А.І., Бережнюк А.К., Кирилюк В.А.

Хмельницький національний університет

АНАЛІЗ РОБОТИ ТРИМАСОВОЇ ДІНАМІЧНОЇ МОДЕЛІ ВІБРАЦІЙНОЇ ПЛОЩАДКИ НА ПЕРЕХІДНИХ РЕЖИМАХ

Під час проектування віброплощадки з електромагнітним приводом, перш за все необхідно вияснити і обґрунтувати структуру проектованої вібро-площадки, для досягнення певних конструктивних параметрів [1,2].

Недоліки двомасової віброплощадки можуть бути усунуті введенням в конструкцію третьої коливної маси , яка буде виконувати функцію вузькочастотного динамічного демпфера, що гасить коливання проміжної маси (рис.1). Відмітимо, що тримасова конструкція з динамічним демпфером виконується так, щоб збурення коливань маси відбувалось кінематично.

Надзвичайно важливо для розробників знати, як поведе себе багатомасова механічна коливна система вібраційної площадки (рис.1) під час запуску вібромашини. В чому тут полягає небезпека. Не перевіривши на практиці роботу вібраційної площадки, не можна гарантувати, що динамічна система тримасної вібраційної площадки на перехідних етапах роботи не поведе себе як двомасна, не “бачачи” третьої коливної маси. Це може спричинити до аварійних ситуацій, поломок.

Рис.1 – Принципова схема тримасової вібраційної площадки

Тому необхідно перевірити, як поведуть себе коливні маси в початковий момент, змоделювавши дані процеси. Для цього числовим методом, за допомогою програмного забезпечення MathCAD, використовуючи функцію Rkadapt, розв’язано систему трьох диференціальних рівнянь (1).

(1)

де - сумарна жорсткість пружних елементів віброізоляторів;

- сумарна жорсткість пружних елементів, що поєднують робочий орган і проміжну масу ;

- сумарна жорсткість пружних елементів, що поєднують динамічний демпфер і проміжну масу ;

- коефіцієнти дисипації механічної коливної системи.

Параметри механічної коливної системи залишаються тими ж:

тільки маса завантаження була взята максимальною. Результат наведено на рис.2.

а) б)

Рис. 2 – Перехідні процеси: а) коливної маси ; б) коливної маси на перших шістьох періодах коливань

Математичне моделювання дозволило сформувати деякі конструктивні принципи побудови віброплощадки:

- маса стола підбирається з компромісу між співвідношенням реактивної та активної (робочого органу) мас. Так, якщо активна маса на порядок вища від реактивної, то механічна коливна система має високу стабілізацію резонансного налагодження, проте відносно низькі амплітуди робочого органу. При співрозмірних масах падає резонансне налагодження, але значно зростає амплітуда робочого органу;

- конструкція виготовляється так, щоб проміжна маса залишалась нерухомою за рахунок динамічного гашення коливань реактивною масою, для чого необхідний відповідний підбір жорсткостей пружних елементів під наявні маси;

- робочий орган робиться якомога легшим, проте жорстким, щоб не входив в резонанс на частоті 100 Гц;

- необхідно відходити далі від резонансу для більшої стабільності в роботі. При тому падає динамічний коефіцієнт, та за рахунок полегшеної конструкції можна вийти на ті ж амплітуди.

Аналізуючи вище наведені графіки, можна зробити висновок, що динамічна система тримасової вібраційної площадки на початковому етапі роботи вже поводить себе як тримасова. Це засвідчує працездатність запропонованої конструкції.

Література:

1. Логвиненко Е.А. Исследование и создание вибрационных машин строительного типа // Всеукраїнський науково-технічний журнал “Вибрации в технике и технологиях“. – 2003. - №1 (27). - С. 54-58.

2. Повидайло В.А. Принципы создания вибрационных устройств и машин для автоматизированных производств // Всеукраїнський науково-технічний журнал “Вибрации в технике и технологиях“. – 1994. - №1. - С. 18-27.