[go: up one dir, main page]

RU2728886C1 - Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof - Google Patents

Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2728886C1
RU2728886C1 RU2019120632A RU2019120632A RU2728886C1 RU 2728886 C1 RU2728886 C1 RU 2728886C1 RU 2019120632 A RU2019120632 A RU 2019120632A RU 2019120632 A RU2019120632 A RU 2019120632A RU 2728886 C1 RU2728886 C1 RU 2728886C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibration
dynamic state
working body
vibration exciter
machine
Prior art date
Application number
RU2019120632A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Елисеев
Сергей Константинович Каргапольцев
Роман Сергеевич Большаков
Андрей Владимирович Елисеев
Куанг Чык Выонг
Илья Сергеевич Ситов
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 RU2019120632A priority Critical patent/RU2728886C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728886C1 publication Critical patent/RU2728886C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building. Dynamic condition of process machine is corrected. Vibrations of working element are excited. Oscillations are measured, the ratio of oscillation amplitudes is adjusted in different points of the working element and influence of force actions on extreme points of the working element by means of movement of the adjustable vibration exciter along the surface of the vibration process machine. Device comprises working element resting on support elastic elements. Vibration exciter is made with possibility to move along working tool surface in longitudinal direction and rests on pneumo-cylinder with adjustable stiffness. Dynamic state sensors are located at the edges of the working member.
EFFECT: achieving dynamic state of the vibration process machine by changing the position of the vibration exciter.
2 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области вибрационной техники и может быть использовано при модернизации вибрационных технологических машин.The invention relates to the field of vibration technology and can be used in the modernization of vibration technological machines.

Вибрационные машины в виде технологических стендов находят широкое применение в различных отраслях промышленного производства. Динамика машин такого рода отличается разнообразием рабочих состояний, формой взаимодействия внешних элементов и повышенными нагрузками.Vibrating machines in the form of technological stands are widely used in various industries. The dynamics of machines of this kind are distinguished by a variety of operating states, the form of interaction of external elements and increased loads.

Вибрационный фон, сопровождающий работу вибростендов, нуждается в оценке и настройках на уровни и формы воздействия, что определяется требованиями обеспечения качества выпускаемой продукции, нормированием вибрационных воздействий для обслуживающего персонала и динамических нагрузок на производственные помещения.The vibration background that accompanies the operation of vibration stands needs to be assessed and adjusted to the levels and forms of exposure, which is determined by the requirements for ensuring the quality of manufactured products, rationing of vibration effects for service personnel and dynamic loads on production facilities.

Многие вопросы обеспечения динамических состояний вибрационных технологических машин рассматриваются в специальной литературе [1-3]. Особенность работы вибрационных стендов, также как и других машин, работающих в условиях интенсивных динамических нагружений, заключается в необходимости достаточно детализированного внимания к задачам оценки, контроля и изменения динамических состояний, требуемых технологическим регламентам.Many issues of ensuring the dynamic states of vibration technological machines are considered in special literature [1-3]. The peculiarity of the operation of vibration stands, as well as other machines operating under conditions of intense dynamic loading, is the need for a sufficiently detailed attention to the tasks of assessing, monitoring and changing dynamic states required by technological regulations.

Известны конструктивно-технические решения, обеспечивающие возможности соответствующих настроек распределений амплитуд колебаний точек рабочего органа по его длине, формирование определенных по структуре и параметрам вибрационных полей.Known design and technical solutions that provide the possibility of appropriate settings for the distributions of the amplitudes of oscillations of points of the working body along its length, the formation of certain structure and parameters of vibration fields.

В процессе патентного поиска выявлен ряд изобретений-аналогов.In the course of the patent search, a number of analogous inventions were identified.

Известно изобретение [Мацеевич Б.В., Михайлов В.Д., Савченко В.П., Феофанов В.М., Янбулатов Р.И., Голиков Н.А. «Вибрационная машина для предпосевной обработки семян», патент №2130417, МПК B65G 27/00, B65G 27/18, приоритет 20.05.1999], представляющее собой квазиударную вибрационную раму, содержащую основание, приемную раму, установленную на упругих подвесках основания, и вибропобудитель приемной рамы. В устройство введена упругая балка, закрепленная одним своим концом к основанию параллельно упругим подвескам. Свободный конец упругой балки соединен с жесткими на растяжение и неустойчивыми на сжатие минимум двумя звеньями, направленными в одну из сторон колебательного движения приемной рамы. Свободный конец одного из звеньев закреплен к раме, а другого - к основанию. Технический эффект - повышение КПД технологического оборудования.Known invention [Matseevich B. V., Mikhailov V. D., Savchenko V. P., Feofanov V. M., Yanbulatov R. I., Golikov N. A. "Vibrating machine for pre-sowing seed treatment", patent No. 2130417, IPC B65G 27/00, B65G 27/18, priority 20.05.1999], which is a quasi-shock vibration frame containing a base, a receiving frame mounted on elastic suspensions of the base, and a vibration exciter receiving frame. An elastic beam is introduced into the device, fixed with one end to the base parallel to elastic suspensions. The free end of the elastic beam is connected to at least two links rigid in tension and unstable in compression, directed to one of the sides of the oscillatory movement of the receiving frame. The free end of one of the links is fixed to the frame, and the other to the base. The technical effect is to increase the efficiency of technological equipment.

Недостатками данного изобретения являются отсутствие средств для перемещения вибровозбудителя и отсутствие устройств для регулирования динамического состояния вибрационной машины.The disadvantages of this invention are the lack of means for moving the vibration exciter and the lack of devices for regulating the dynamic state of the vibration machine.

Известно устройство для гашения колебаний [Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В., Московских А.О., Большаков Р.С.«Устройство для гашения колебаний», патент №2498126 С2, МПК F16F 7/112, F16F 15/027 приоритет 10.11.2013], содержащее упругие элементы и систему динамического гашения колебаний в виде упруго присоединенной массы. Объект защиты содержит настраиваемую систему динамического гашения колебаний. Система динамического гашения содержит пневмобаллон с клапаном, компрессор с трубопроводом и систему управления с датчиками. Пневмобаллон закреплен на опорной плите, перемещающейся в соединении типа «ласточкин хвост» при помощи самотормозящегося винтового устройства. Датчики установлены на объекте защиты и на динамическом гасителе колебаний и передают информацию о состоянии объекта защиты и динамического гасителя в блок обработки информации для принятия решения о включении компрессора и винтового устройства. Достигается динамическое гашение колебаний по двум координатам.Known device for damping vibrations [Eliseev S. V., Ermoshenko Y. V., Moskovskikh A.O., Bolshakov RS "Device for damping vibrations", patent No. 2498126 C2, IPC F16F 7/112, F16F 15 / 027 priority 11/10/2013], containing elastic elements and a system of dynamic vibration damping in the form of an elastically attached mass. The object of protection contains an adjustable system of dynamic vibration damping. The dynamic damping system contains a pneumatic cylinder with a valve, a compressor with a pipeline and a control system with sensors. The air spring is secured to a base plate that moves in a dovetail joint with a self-braking screw device. The sensors are installed at the protected object and on the dynamic vibration damper and transmit information about the state of the protected object and the dynamic damper to the information processing unit for making a decision on turning on the compressor and the screw device. Achieved dynamic damping of vibrations in two coordinates.

Рассмотренное изобретение имеет ряд недостатков, к которым можно отнести отсутствие в системе управления функций для получения режима единичного соотношения между координатами движения.The considered invention has a number of disadvantages, which include the lack of functions in the control system to obtain a mode of a single relationship between the coordinates of motion.

Известно изобретение [Серга Г.В., Резниченко С.М. «Вибрационная машина для предпосевной обработки семян», патент №2585476, МПК А01С 1/00, приоритет 30.12.2014], содержащее шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, с разгрузочным окном, рабочий орган, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании. Шлифовальный барабан выполнен коническим, многозаходным, винтовым и смонтирован из направляющих элементов, выполненных из трех и более скрученных по винтовой линии в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения полос, выполненных с боковыми кромками выпуклой криволинейной формы, с напусками и описанных кривыми различного порядка и степени кривизны. При этом по всей длине внутри шлифовального барабана образованы напуски в виде винтовых лопастей, причем по всей длине шлифовального барабана смонтирована коническая пружина с плоским сечением витков и с устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия пружины. Упрощенная конструкция устройства позволяет расширить его технологические возможности.Known invention [Serga G. V., Reznichenko S. M. "Vibrating machine for pre-sowing seed treatment", patent No. 2585476, IPC А01С 1/00, priority 12/30/2014], containing a grinding drum, the inner surface of which is covered with a layer of rubber, with an unloading window, a working body, a dosing hopper, an unloading chute, installed resiliently on the base. The grinding drum is made of conical, multi-thread, screw and is assembled from guiding elements made of three or more twisted along a helical line in the longitudinal direction relative to the longitudinal axis and curved along a helical line in the transverse direction on a mandrel in the form of a paraboloid of rotation of strips made with side edges of a convex curvilinear shape, with gaps and described by curves of various orders and degrees of curvature. At the same time, along the entire length inside the grinding drum, overlaps are formed in the form of helical blades, and along the entire length of the grinding drum, a conical spring with a flat section of turns and a device for changing the pitch of the turns by stretching or compressing the spring is mounted. The simplified design of the device allows expanding its technological capabilities.

К недостаткам данного технического решения можно отнести отсутствие автоматического регулирования динамического состояния.The disadvantages of this technical solution include the lack of automatic control of the dynamic state.

За прототип принимается устройство [Антипов В.И., Антипова Р.И., Кошелев А.В., Денцов Н.Н. «Вибрационная транспортирующая машина», патент №2532235, МПК В06В 1/00 приоритет 10.07.2012], которое включает рабочий орган, соединенный упругой связью с реактивной частью, несущей средство для сообщения резонансных однонаправленных колебаний, и амортизаторы малой жесткости, причем средство для сообщения резонансных однонаправленных колебаний выполнено в виде смонтированных на реактивной части машины, по меньшей мере, пары одинаковых параметрических вибровозбудителей, установленных с возможностью вращения роторов инерционных элементов в противоположных направлениях в вертикальных плоскостях и приводимых во вращение от независимых электродвигателей, а резонансная частота средства для сообщения резонансных однонаправленных колебаний определяется из соотношений ω=λ12, λ1=v⋅ω, 0<v<1, где ω - усредненное значение парциальных угловых скоростей роторов, λ1 - эффективная собственная частота качающихся маятников роторов инерционных элементов, λ2=√(С/Мпр) - парциальная собственная частота рабочего органа, соответствующая противофазной форме однонаправленных свободных колебаний, Мпр=M1M2/(M1+M2) - приведенная масса, С - жесткость упругой связи, M1 - масса рабочего органа, М2 - общая масса реактивной части машины. Технический результат - достижение высокой стабильности резонансного режима работы машины при высокой добротности ее колебательной системы, а в итоге создание энергосберегающих вибрационных транспортирующих машин.The prototype is the device [V.I. Antipov, R.I. Antipova, A.V. Koshelev, N.N. Dentsov. "Vibration conveying machine", patent No. 2532235, IPC В06В 1/00 priority 10.07.2012], which includes a working body connected by an elastic connection to the reactive part, carrying means for communicating resonant unidirectional vibrations, and shock absorbers of low stiffness, and the means for communicating resonant unidirectional vibrations is made in the form of at least a pair of identical parametric vibration exciters mounted on the reactive part of the machine, installed with the possibility of rotation of rotors of inertial elements in opposite directions in vertical planes and driven in rotation from independent electric motors, and the resonant frequency of means for communicating resonant unidirectional oscillations is determined from the relations ω = λ 1 + λ 2 , λ 1 = v⋅ω, 0 <v <1, where ω is the average value of the partial angular velocities of the rotors, λ 1 is the effective natural frequency of the swinging pendulums of the rotors of inertial elements, λ 2 = √ (S / M pr ) - partial proper frequency of the working body, corresponding to the antiphase form of unidirectional free vibrations, M pr = M 1 M 2 / (M 1 + M 2 ) - reduced mass, C - elastic bond stiffness, M 1 - mass of the working body, M 2 - total mass of the reactive part cars. The technical result is the achievement of high stability of the resonant mode of operation of the machine with a high quality factor of its oscillatory system, and, as a result, the creation of energy-saving vibration transporting machines.

Недостатками данного изобретения являются отсутствие средств изменения положения вибровозбудителя, что не дает возможности осуществления контроля динамического состояния вибрационной технологической машины, а также получения режима единичного соотношения между координатами движения вибрационной технологической машины.The disadvantages of this invention are the lack of means for changing the position of the vibration exciter, which does not make it possible to control the dynamic state of the vibration technological machine, as well as to obtain a mode of a single relationship between the coordinates of movement of the vibration technological machine.

Задачей изобретения является формирование динамического состояния вибрационной технологической машины при помощи изменения положения вибровозбудителя, опирающегося на упругую опору.The objective of the invention is the formation of a dynamic state of a vibration technological machine by changing the position of the vibration exciter, resting on an elastic support.

Способ коррекции динамического состояния технологической машины, включающий возбуждение вибраций рабочего органа, отличающийся тем, что измеряют колебания, регулируют соотношение амплитуд колебаний в разных точках рабочего органа и влияние силовых воздействий на крайние точки рабочего органа путем передвижения регулируемого вибровозбудителя вдоль поверхности вибрационной технологической машины.A method for correcting the dynamic state of a technological machine, including excitation of vibrations of the working body, characterized in that vibrations are measured, the ratio of vibration amplitudes at different points of the working body and the influence of force effects on the extreme points of the working body are controlled by moving the adjustable vibration exciter along the surface of the vibrating technological machine.

Устройство для коррекции динамического состояния технологических машин включает: рабочий орган, опирающийся на опорные упругие элементы, вибровозбудитель, создающий вибрационное поле, отличающийся тем, что вибровозбудитель имеет возможность перемещения в по поверхности рабочего органа продольном направлении и опирается на пневмобаллон с регулируемой жесткостью, что обеспечивает возможности изменения динамического состояния технологической машины, меняя структуры вибрационного поля за счет изменения положения точки приложения силы и величины изменения упругих сил взаимодействия на основании информации, полученной от датчиков динамического состояния, расположенных по краям рабочего органа.A device for correcting the dynamic state of technological machines includes: a working body resting on supporting elastic elements, a vibration exciter that creates a vibration field, characterized in that the vibration exciter has the ability to move along the surface of the working body in the longitudinal direction and rests on a pneumatic cylinder with adjustable stiffness, which provides opportunities changes in the dynamic state of the technological machine, changing the structure of the vibration field by changing the position of the point of application of the force and the magnitude of the change in the elastic forces of interaction based on information received from the sensors of the dynamic state located at the edges of the working body.

Сущность изобретения поясняется чертежамиThe essence of the invention is illustrated by drawings

На фиг. 1 показана принципиальная схема вибрационной технологической машины с устройствами настройки динамического состояния, содержащая опорную поверхность 1, рабочий орган 2, блок управления 3, упругие элементы 4, 5, датчики 6, 7, электрические сервоприводы 8, 9, ходовые винты 10, 11, направляющие 12, опорный элемент 13, пневмобаллон 14, ограничитель 15, вибровозбудитель 16, дроссель 17, клапан 18, коммуникационные связи 19, 20, 21, 22, 23, 24.FIG. 1 shows a schematic diagram of a vibrating technological machine with devices for adjusting the dynamic state, containing a support surface 1, a working body 2, a control unit 3, elastic elements 4, 5, sensors 6, 7, electric servos 8, 9, lead screws 10, 11, guides 12, support element 13, air spring 14, limiter 15, vibration exciter 16, throttle 17, valve 18, communication links 19, 20, 21, 22, 23, 24.

На фиг. 2 приведена расчетная схема технологической вибрационной машины с подпружинным вибровозбудителем.FIG. 2 shows a design diagram of a technological vibration machine with a spring-loaded vibration exciter.

На фиг. 3 показана структурная математическая модель системы по фиг. 2 в координатах

Figure 00000001
(координата
Figure 00000002
исключена).FIG. 3 shows a structural mathematical model of the system of FIG. 2 in coordinates
Figure 00000001
(coordinate
Figure 00000002
excluded).

Изобретение функционирует следующим образом. Предлагаемое изобретение реализуется как способ формирования необходимого для технологических целей вибрационного поля, создаваемого вибровозбудителем, установленным по нижней поверхностью рабочего органа вибростенда (или вибростола).The invention operates as follows. The proposed invention is implemented as a method of forming a vibration field necessary for technological purposes, created by a vibration exciter installed on the lower surface of the working body of the vibration table (or vibration table).

Рабочий орган представляет собой плиту 2, которая устанавливается на упругие опоры 4, 5, которые, в свою очередь, опираются на опорную неподвижную опорную поверхность 1. Сверху рабочего органа 2 установлен вибровозбудитель 16, опирающийся на пневмобаллон 14 и соединенный с блоком управления 3 через коммуникационную связь 23, приводимый в движение сервоприводами 8, 9, имеющим коммуникационные связи 19, 22 с блоком управления 3, и ходовыми винтами 10, 11 по направляющим 12. Давление воздуха в пневмобаллоне 14, установленном на опорном элементе 13, регулируется при помощи дросселя 17 и клапана 18, связанных с блоком управления 3, содержащем компрессор, через коммуникационные связи 24, 25. При поломке пневмобаллона 14 для того, чтобы сохранить бесперебойную работу вибровозбудителя 16, в конструкции предусмотрен ограничитель 15, на который при неисправности опускается вибровозбудитель 16, тем самым реализуется режим его работы при жесткости пневмобаллона 14 равной бесконечности. При этом остается один режим настройки динамического состояния, реализуемый изменением положения вибровозбудителя 16. Функционирование двух настроечных опций дает широкий набор возможностей для получения нужного режима настройки динамического состояния.The working body is a plate 2, which is installed on elastic supports 4, 5, which, in turn, rest on a supporting fixed supporting surface 1. A vibration exciter 16 is installed on top of the working body 2, which rests on a pneumatic balloon 14 and is connected to the control unit 3 through a communication communication 23, driven by servo drives 8, 9, having communication links 19, 22 with the control unit 3, and lead screws 10, 11 along the guides 12. The air pressure in the air spring 14 mounted on the support element 13 is regulated by the throttle 17 and valves 18 connected to the control unit 3 containing the compressor through communication links 24, 25. In case of a breakdown of the pneumatic cylinder 14, in order to maintain the uninterrupted operation of the vibration exciter 16, a limiter 15 is provided in the design, onto which, in the event of a malfunction, the vibration exciter 16 is lowered, thereby the mode of its operation with the stiffness of the pneumatic balloon 14 equal to infinity. In this case, there remains one mode of setting the dynamic state, implemented by changing the position of the vibration exciter 16. The operation of the two tuning options provides a wide range of possibilities for obtaining the desired setting mode for the dynamic state.

Контроль динамического состояния системы производится в автоматическом режиме блоком управления 3, связанном с датчиками динамического состояния 6 и 7, фиксирующими амплитуды колебаний рабочего органа 1 по координатам у1 и у2, через коммуникационные связи 20, 21.The control of the dynamic state of the system is carried out in an automatic mode by the control unit 3, which is connected with the dynamic state sensors 6 and 7, which record the vibration amplitudes of the working body 1 along the coordinates y 1 and y 2 , through communication links 20, 21.

Система управления динамическим состоянием, отрабатывающая алгоритм управления движением вибровозбудителя 16 по направляющим 12 создает возможности изменения силовых факторов по координатам у1 и у2 и позволяет получать различные динамические режимы работы вибрационной технологической машины, в том числе формирование соотношения между координатами, равного единице.The dynamic state control system, which works out the algorithm for controlling the movement of the vibration exciter 16 along the guides 12, creates the possibility of changing the force factors along the coordinates y 1 and y 2 and makes it possible to obtain various dynamic modes of operation of the vibration technological machine, including the formation of a ratio between the coordinates equal to one.

Теоретическое обоснованиеTheoretical justification

Во многих случаях технологическая вибрационная машина может быть представлена в виде механической колебательной системы, имеющей протяженное твердое тело, обладающее массой М и моментом инерции J, и опирающееся на упругие элементы (пружины с жесткостями k1 и k2) (фиг. 2). Твердое тело (или рабочий орган) совершает колебательные движения в системах координат у1, у2 или у0, ϕ, связанных с неподвижным базисом. Центр масс системы (т. О) расположен на расстояниях

Figure 00000003
и
Figure 00000004
от концов рабочего органа (тт. (А), (В)). Особенностью технического объекта является закрепление на рабочем органе дополнительного массоинерционного элемента массой т, совершающего вертикальные колебания под действием гармонической силы Q(t), приложенной к массе m. Упругий элемент дополнительной массы (пружина жесткости k3) установлен в точке Е, на расстоянии
Figure 00000005
от центра масс т. О. Фрагмент исходной системы в виде массоинерционного элемента m и пружины k3 отражает локальные свойства вибровозбудителя колебаний технологической вибрационной машины. Между системами координат технического объекта существуют отношения:In many cases, a technological vibration machine can be represented in the form of a mechanical vibrational system having an extended rigid body with mass M and moment of inertia J, and resting on elastic elements (springs with stiffness k 1 and k 2 ) (Fig. 2). A rigid body (or a working body) performs oscillatory movements in coordinate systems y 1 , y 2 or y 0 , ϕ, associated with a fixed basis. The center of mass of the system (m. O) is located at distances
Figure 00000003
and
Figure 00000004
from the ends of the working body (vols. (A), (B)). A feature of the technical object is the attachment of an additional mass-inertial element of mass m to the working body, which performs vertical oscillations under the action of a harmonic force Q (t) applied to the mass m. The elastic element of additional mass (spring of stiffness k 3 ) is installed at point E, at a distance
Figure 00000005
from the center of mass of the t. O. A fragment of the original system in the form of a mass-inertial element m and a spring k 3 reflects the local properties of the vibration exciter of vibrations of a technological vibration machine. There are relationships between coordinate systems of a technical object:

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
(в дальнейшем используется
Figure 00000008
Where
Figure 00000007
(further used
Figure 00000008

Для составления системы уравнений движения используются приемы, основанные на применении преобразований Лапласа при нулевых начальных условияхTo compose a system of equations of motion, techniques are used based on the application of the Laplace transforms with zero initial conditions

Figure 00000009
Figure 00000009

Коэффициенты системы уравнений движения технического объекта (рис. 1) в операторной форме приводятся в табл. 1.The coefficients of the system of equations of motion of a technical object (Fig. 1) in operator form are given in Table. 1.

Figure 00000010
Figure 00000010

Примечание:

Figure 00000011
- комплексная переменная; значок 〈-〉 над переменной означает ее изображение по Лапласу.Note:
Figure 00000011
- complex variable; the 〈-〉 icon above a variable means its Laplace image.

Система дифференциальных уравнений (2)÷(4) может быть упрощена для решения задач, связанных с оценкой особенностей распределения амплитуд колебаний точек рабочего органа по его длине

Figure 00000012
.The system of differential equations (2) ÷ (4) can be simplified to solve problems associated with the estimation of the features of the distribution of the vibration amplitudes of the points of the working body along its length
Figure 00000012
...

I. Особенности построения математической модели исходной системы в упрощенном виде. Локализация на расчетной схеме (фиг. 2) дополнительного твердого тела массой m, опирающегося на упругий элемент жесткостью k3, контактирующий в т. Е с рабочим органом (М, J), по существу, может быть интерпретировано как присоединение в т. E динамического гасителя колебаний. Если воспользоваться правилами Крамера, то передаточные функции системы при внешнем возмущении

Figure 00000013
получим, учитывая значение коэффициентов
Figure 00000014
Figure 00000015
из таблицы выражения для передаточных функций W1(p), W2(p), W3(p) при действии входного возмущения
Figure 00000016
I. Features of constructing a mathematical model of the original system in a simplified form. Localization on the design scheme (Fig. 2) of an additional solid body of mass m, resting on an elastic element of stiffness k 3 , in contact at point E with the working body (M, J), in essence, can be interpreted as an attachment at point E of a dynamic vibration damper. If we use Cramer's rules, then the transfer functions of the system under external disturbance
Figure 00000013
we obtain, taking into account the value of the coefficients
Figure 00000014
Figure 00000015
from the table of expressions for the transfer functions W 1 (p), W 2 (p), W 3 (p) under the action of an input disturbance
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

гдеWhere

Figure 00000020
Figure 00000020

- является частотным характеристическим уравнением системы.- is the frequency characteristic equation of the system.

Из (8) следует, в частности, что система имеет три резонансные частоты. Вместе с тем в системе возможны проявления режимов динамического гашения колебаний. Соответствующие выражения для определения частот динамического гашения колебаний могут быть получены на основе выражений для передаточных функций (5)÷(7) по координатам

Figure 00000021
,
Figure 00000022
From (8) it follows, in particular, that the system has three resonance frequencies. At the same time, dynamic vibration damping modes are possible in the system. The corresponding expressions for determining the frequencies of dynamic damping of oscillations can be obtained on the basis of expressions for transfer functions (5) ÷ (7) by coordinates
Figure 00000021
,
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

в свою очередь, частоты гашения колебаний по координате

Figure 00000024
, являются корнями следующего биквадратного уравнения:in turn, the vibration damping frequencies along the coordinate
Figure 00000024
, are the roots of the following biquadratic equation:

Figure 00000025
Figure 00000025

При введении дополнительной связи в форме подгруженного твердого тела массой m в т. Е координата

Figure 00000024
может дважды принимать нулевые значения.With the introduction of an additional constraint in the form of a loaded rigid body of mass m at point E, the coordinate
Figure 00000024
can be zero twice.

II. Динамическое гашение колебаний в точке контакта дополнительной связи с поверхностью рабочего органа технологической машины.II. Dynamic damping of vibrations at the point of contact of the additional connection with the surface of the working body of the technological machine.

Координата

Figure 00000026
в соответствии с соотношением (1) определяется выражениемCoordinate
Figure 00000026
in accordance with relation (1) is determined by the expression

Figure 00000027
Figure 00000027

Поскольку

Figure 00000028
, то (12) преобразуется к виду:Insofar as
Figure 00000028
, then (12) is transformed to the form:

Figure 00000029
Figure 00000029

Используя выражения (5), (6), найдем, чтоUsing expressions (5), (6), we find that

Figure 00000030
Figure 00000030

Откуда следует, что координата

Figure 00000026
может принимать нулевые значения (или проявлять режим динамического гашения колебаний) на одной частоте, значение которой определяется из решения частотного уравнения:Whence it follows that the coordinate
Figure 00000026
can take zero values (or exhibit a mode of dynamic damping of oscillations) at one frequency, the value of which is determined from the solution of the frequency equation:

Figure 00000031
Figure 00000031

илиor

Figure 00000032
Figure 00000032

Откуда следует, частота динамического гашения колебаний по координате

Figure 00000026
.Whence it follows that the frequency of dynamic damping of oscillations along the coordinate
Figure 00000026
...

Figure 00000033
Figure 00000033

При этом сохраняется движение по всем трем координатам

Figure 00000034
то есть точка Е выступает в качестве узла колебаний по отношению к трем координатам, что свидетельствует о возможностях проявления нетрадиционных рычажных связей между движениями координат.At the same time, motion is preserved along all three coordinates
Figure 00000034
that is, point E acts as a node of oscillations in relation to three coordinates, which indicates the possibility of manifestation of unconventional linkages between the coordinate movements.

III. Некоторые вопросы упрощения математической модели системы при исключении одной из координат. Динамические свойства системы, расчетная схема которой приведена на фиг. 2, принципиально не изменяется, если точка Е будет находиться на нижней части поверхности рабочего органа. В таком расположении элементов m и k2(и точки Е) имеется определенный смысл, так как для технологических цепей освобождается верхняя часть вибростенда, а ее нижняя часть становится доступной для настоечных мероприятий.III. Some questions of simplification of the mathematical model of the system with the exclusion of one of the coordinates. The dynamic properties of the system, the design diagram of which is shown in Fig. 2 does not fundamentally change if point E is located on the lower part of the surface of the working body. In such an arrangement of elements m and k 2 (and point E) there is a certain sense, since the upper part of the shaker is freed for technological chains, and its lower part becomes available for setting activities.

Координата

Figure 00000035
может быть исключена из системы уравнений (2)÷(4) при использовании следующего подхода. Запишем уравнения (2)÷(4) в видеCoordinate
Figure 00000035
can be excluded from the system of equations (2) ÷ (4) using the following approach. Let us write equations (2) ÷ (4) in the form

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Из (20) следует, чтоIt follows from (20) that

Figure 00000039
Figure 00000039

После подстановки (21) в уравнения (18), (19), получим упрощенную математическую модель в виде системы уравненийAfter substituting (21) into equations (18), (19), we obtain a simplified mathematical model in the form of a system of equations

Figure 00000040
Figure 00000040

Figure 00000041
Figure 00000041

Структурная математическая модель может быть построена на основе (22), (23) и имеет вид, как показано на фиг. 3.The structural mathematical model can be built on the basis of (22), (23) and has the form, as shown in Fig. 3.

Структурная математическая модель (фиг. 3), полученная в результате эквивалентных преобразований, формально отображает динамическое состояние с помощью только двух координат

Figure 00000042
и
Figure 00000043
. В системе действует два синфазных гармонических фактора, обозначенных на фиг. 3 как
Figure 00000044
и
Figure 00000045
. На основе аналогичных подходов в рассматриваемом случае можно также отметить наличие двух парциальных блоков с тем отличием, что они относятся к парциальным системам с двумя степенями свободы.The structural mathematical model (Fig. 3), obtained as a result of equivalent transformations, formally displays the dynamic state using only two coordinates
Figure 00000042
and
Figure 00000043
... The system has two in-phase harmonic factors, indicated in FIG. 3 how
Figure 00000044
and
Figure 00000045
... On the basis of similar approaches, in the case under consideration, one can also note the presence of two partial blocks, with the difference that they refer to partial systems with two degrees of freedom.

Характеристическое частотное уравнение, полученное на основе структурной схемы, приведенной на фиг. 3, имеет видThe characteristic frequency equation obtained on the basis of the block diagram shown in FIG. 3 has the form

Figure 00000046
Figure 00000046

В системе координат

Figure 00000047
можно построить передаточные функцииIn coordinate system
Figure 00000047
you can build transfer functions

Figure 00000048
Figure 00000048

Figure 00000049
Figure 00000049

Для оценки динамических состояний, формируемых распределениями амплитуд координат точек рабочего органа машины по его длине введен передаточную функцию межпарциальных связейTo assess the dynamic states formed by the distributions of the amplitudes of the coordinates of the points of the working body of the machine along its length, the transfer function of interpartial connections was introduced

Figure 00000050
Figure 00000050

илиor

Figure 00000051
Figure 00000051

После подстановки параметров системы из табл. 1 получимAfter substitution of system parameters from table. 1 we get

Figure 00000052
Figure 00000052

илиor

Figure 00000053
Figure 00000053

Список литературыList of references

1. Ивович В.А.. Виброизоляция горно-обогатительных машин и оборудования. М.: Недра, 1978. 252 с.1. Ivovich VA .. Vibration isolation of mining and processing machines and equipment. Moscow: Nedra, 1978.252 p.

2. Гончаревич И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. - М.: Наука, 1981. - 319 с.2. Goncharevich I.F. Theory of vibration technology and technology / I.F. Goncharevich, K.V. Frolov. - Moscow: Nauka, 1981 .-- 319 p.

3. Повидайло В.А. Вибрационные устройства в машиностроении. М.; Киев: Машгиз. [Юж. отд-ние], 1962. - 111 с.3. Povidailo V.A. Vibration devices in mechanical engineering. M .; Kiev: Mashgiz. [Yuzh. department], 1962. - 111 p.

Claims (2)

1. Способ коррекции динамического состояния технологической машины, включающий возбуждение вибраций рабочего органа, отличающийся тем, что измеряют колебания, регулируют соотношение амплитуд колебаний в разных точках рабочего органа и влияние силовых воздействий на крайние точки рабочего органа путем передвижения регулируемого вибровозбудителя вдоль поверхности вибрационной технологической машины.1. A method for correcting the dynamic state of a technological machine, including excitation of vibrations of the working body, characterized in that vibrations are measured, the ratio of vibration amplitudes at different points of the working body and the influence of force effects on the extreme points of the working body are controlled by moving the adjustable vibration exciter along the surface of the vibration technological machine. 2. Устройство для коррекции динамического состояния технологических машин, включающее рабочий орган, опирающийся на опорные упругие элементы, вибровозбудитель, создающий вибрационное поле, отличающееся тем, что вибровозбудитель имеет возможность перемещения по поверхности рабочего органа в продольном направлении и опирается на пневмобаллон с регулируемой жесткостью, что обеспечивает возможности изменения динамического состояния технологической машины, меняя структуры вибрационного поля за счет изменения положения точки приложения силы и величины изменения упругих сил взаимодействия на основании информации, полученной от датчиков динамического состояния, расположенных по краям рабочего органа.2. A device for correcting the dynamic state of technological machines, including a working body resting on supporting elastic elements, a vibration exciter that creates a vibration field, characterized in that the vibration exciter has the ability to move along the surface of the working body in the longitudinal direction and rests on a pneumatic cylinder with adjustable rigidity, which provides the possibility of changing the dynamic state of the technological machine, changing the structure of the vibration field by changing the position of the point of application of the force and the magnitude of the change in the elastic forces of interaction based on information received from the sensors of the dynamic state located at the edges of the working body.
RU2019120632A 2019-07-01 2019-07-01 Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof RU2728886C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120632A RU2728886C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120632A RU2728886C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728886C1 true RU2728886C1 (en) 2020-07-31

Family

ID=72085554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120632A RU2728886C1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728886C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818983C1 (en) * 2023-07-10 2024-05-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Device for forming vibration field of technological machine and method for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211494A1 (en) * 1984-03-20 1986-02-15 Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова Systems of vibration isolation with automatic control
US20130292541A1 (en) * 2011-01-11 2013-11-07 Drs Tactical Systems, Inc. Vibration isolating device
RU2532235C2 (en) * 2012-07-11 2014-10-27 Василий Иванович Антипов Vibration transporting machine
KR101750541B1 (en) * 2016-02-05 2017-06-26 윈다스 주식회사 Apparatus for controlling of air cylinder position to stabilize suspension system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1211494A1 (en) * 1984-03-20 1986-02-15 Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова Systems of vibration isolation with automatic control
US20130292541A1 (en) * 2011-01-11 2013-11-07 Drs Tactical Systems, Inc. Vibration isolating device
RU2532235C2 (en) * 2012-07-11 2014-10-27 Василий Иванович Антипов Vibration transporting machine
KR101750541B1 (en) * 2016-02-05 2017-06-26 윈다스 주식회사 Apparatus for controlling of air cylinder position to stabilize suspension system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818983C1 (en) * 2023-07-10 2024-05-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Device for forming vibration field of technological machine and method for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2668933C1 (en) Oscillation damping device
US8746649B2 (en) Variable stiffness support
RU2475658C2 (en) Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation
El-Sayed et al. Nonlinear analysis of vertical conveyor with positive position feedback (PPF) controllers
PL239290B1 (en) Vibratory conveyor
RU2728886C1 (en) Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof
RU2710314C1 (en) Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method
CN104070009B (en) A kind of more vibration type screens
RU2751042C1 (en) Device for setting, correcting, forming and controlling dynamic state of vibration technological machine and method for its implementation
GB1400739A (en) Vibratory systems
RU2711832C1 (en) Method for control of dynamic state of process vibration machine and device for implementation thereof
RU2718177C1 (en) Method of adjusting dynamic state of vibration process machine and device for implementation thereof
RU2755534C1 (en) Apparatus for controlling dynamic state of vibrational technological machine and method for implementation thereof
US5301814A (en) Increasing the relative motion of a screen deck
Tomchina Control of vibrational field in a cyber-physical vibration unit
RU142137U1 (en) DEVICE FOR REGULATING THE ELASTIC DISSIPATIVE PROPERTIES OF THE VIBRATION PROTECTIVE SYSTEM
RU2693711C2 (en) Vibration process machine dynamic state control device
RU2773825C1 (en) Apparatus for forming vibrational movement of the working medium
CN113111460A (en) Pendulum-driven vibrating screen with screen hole cleaning function and parameter determination method 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
RU2695899C1 (en) Method for adjusting vibration amplitude distributions of a vibration table working body and device for its implementation
PL245170B1 (en) Anti-resonance vibration conveyor
RU2753843C1 (en) Apparatus for forming and controlling the dynamic state of a vibrational technological machine and method for implementation thereof
RU2755646C1 (en) Device for setting, adjusting and forming the dynamic state of a vibrating technological machine and a method for its implementation
RU2751169C1 (en) Method for control of the dynamic state of a vibrational technological machine