RU2818983C1 - Device for forming vibration field of technological machine and method for its implementation - Google Patents
Device for forming vibration field of technological machine and method for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818983C1 RU2818983C1 RU2023118191A RU2023118191A RU2818983C1 RU 2818983 C1 RU2818983 C1 RU 2818983C1 RU 2023118191 A RU2023118191 A RU 2023118191A RU 2023118191 A RU2023118191 A RU 2023118191A RU 2818983 C1 RU2818983 C1 RU 2818983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- technological machine
- technological
- working body
- vibrator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 14
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано при модернизации и проектировании вибрационного технологического оборудования.The present invention relates to vibration technology and can be used in the modernization and design of vibration technological equipment.
Технологические вибрационные машины в последние годы находят широкое применение в различных отраслях промышленности и строительной индустрии. Вибростенды и вибрационные технологические комплексы представляют собой достаточно сложные технические объекты, рабочие органы которых совершают колебательные движения с целью интенсификации технологических процессов, повышению производительности процессов вибрационного транспортирования, перемешивания, обработки поверхностей деталей через контакты с вибрирующими рабочими сыпучими связями и др. Вопросам динамики вибрационных машин и обеспечения надежности, а также повышению безопасности эксплуатации посвящены научно-технические разработки отечественных специалистов Бабичева А.П., Блехмана И.И., Пановко Г.Я., Копылова Ю.Р. и др. Большое внимание уделяется разработке специальных технических средств, обеспечивающих вибрационные взаимодействия сыпучих гранулированных сред для упрочнения деталей современной авиационной промышленности.Technological vibration machines have been widely used in various industries and the construction industry in recent years. Vibrating stands and vibration technological complexes are quite complex technical objects, the working parts of which perform oscillatory movements in order to intensify technological processes, increase the productivity of processes of vibration transportation, mixing, surface treatment of parts through contacts with vibrating working granular bonds, etc. Issues of the dynamics of vibration machines and ensuring reliability, as well as increasing operational safety, are devoted to the scientific and technical developments of domestic specialists Babichev A.P., Blekhman I.I., Panovko G.Ya., Kopylova Yu.R. etc. Much attention is paid to the development of special technical means that provide vibration interactions of loose granular media for strengthening parts of the modern aviation industry.
В принципиальных аспектах рассмотрения возможностей создания, коррекции и управления динамическими состояниями рабочих органов вибрационных машин ориентируются на использование расчетных схем в виде механических колебательных систем, совершающих малые колебания относительно положения статического равновесия.In the fundamental aspects of considering the possibilities of creating, correcting and controlling the dynamic states of the working bodies of vibration machines, they are guided by the use of design schemes in the form of mechanical oscillatory systems that perform small oscillations relative to the position of static equilibrium.
Многие вопросы динамики колебательных структур, содержащих в своем составе твердые тела (как модели рабочего органа), рассмотрены в работах Галиева И.И., Блехмана И.И., Коловского М.З., Вайсберг Л.А. и др.Many issues of the dynamics of oscillatory structures containing solid bodies (as models of the working body) are considered in the works of Galiev I.I., Blekhman I.I., Kolovsky M.Z., Weisberg L.A. and etc.
Внимание к вопросам динамики механических колебательных систем связано с необходимостью разработки эффективных способов и средств формирования вибрационных полей рабочих органов, поскольку структура вибрационного поля обеспечивает возможности взаимодействия сыпучей среды с обрабатываемыми поверхностями деталей. При этом возникают проблемы учета неудерживающих связей рабочей среды с поверхностью деталей, а также возможностей создания определенных движений рабочей среды.Attention to the dynamics of mechanical oscillatory systems is associated with the need to develop effective methods and means of generating vibration fields of working bodies, since the structure of the vibration field provides the possibility of interaction of a granular medium with the processed surfaces of parts. In this case, problems arise of taking into account the non-retaining connections of the working environment with the surface of parts, as well as the possibility of creating certain movements of the working environment.
В процессе патентного поиска выявлен ряд изобретений-аналогов.During the patent search process, a number of analogue inventions were identified.
Известно изобретение [Марченко А.Ю., Серга Г.В., Иванов А.Н. «Машина вибрационная для выделения семян», 2580433, МПК A23N 4/12, приоритет 10.04.2016], представляющее собой вибрационную машину для выделения семян, содержащую корпус и установленный в нем полый перфорированный ротор, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления. Корпус выполнен в виде закрытого со всех сторон короба с расположенными поярусно, друг под другом, и соединенными жестко в единую технологическую цепочку тремя винтовыми пустотелыми перфорированными роторами, вибровозбудителем и упругими элементами. При этом каждый винтовой пустотелый перфорированный ротор смонтирован, по меньшей мере, из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, перфорированной полосы, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей в виде перфорированных карманов многоугольной формы. Причем расстояние между линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника, при этом перфорированные карманы по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров перфорированных карманов по наружной поверхности и по периметру барабана могут быть различными не только, но и по форме и направление винтовых линий каждого из поярусно нижеустановленныхпустотелых винтовых перфорированных роторов противоположно направлению винтовых линий пустотелых перфорированных роторов, смонтированных выше. Узел подачи воды включает смонтированные внутри корпуса над каждым винтовым пустотелым перфорированным ротором три коллектора и шесть патрубков, по два из которых введены через стенки корпуса внутрь каждого из трех винтовых пустотелых перфорированных роторов, а разгрузочные приспособления изготовлены в виде склизов, смонтированных внутри корпуса под углом к горизонту и с перфорациями на участках склизов, размещенных внутри корпуса. Устройство позволяет упростить конструкцию и расширить его технологические возможности, сократить габариты по длине и повысить эффективность отделения семян.The invention is known [Marchenko A.Yu., Serga G.V., Ivanov A.N. “Vibrating machine for separating seeds”, 2580433, IPC A23N 4/12, priority 04/10/2016], which is a vibrating machine for separating seeds, containing a housing and a hollow perforated rotor installed in it, a water supply unit, loading and unloading devices. The housing is made in the form of a box, closed on all sides, with three screw-shaped hollow perforated rotors, a vibration exciter and elastic elements arranged in tiers, one below the other, and rigidly connected into a single technological chain. Moreover, each screw hollow perforated rotor is mounted from at least one perforated strip, rolled into cylindrical turns connected to each other along the longitudinal edges, bent along fold lines placed at an angle to its longitudinal edges, forming along the outer and inner surfaces of helical lines directed in one direction and helical surfaces in the form of perforated polygonal pockets. Moreover, the distance between the fold lines is equal to the length of each element of the polygon, while the perforated pockets on the inner surface may differ from the shape and size of the perforated pockets on the outer surface and along the perimeter of the drum can be different not only, but also in the shape and direction of the helical lines of each of the tiers the hollow perforated screw rotors installed below are opposite to the direction of the helical lines of the hollow perforated rotors mounted above. The water supply unit includes three collectors and six branch pipes mounted inside the housing above each helical hollow perforated rotor, two of which are inserted through the walls of the housing inside each of the three helical hollow perforated rotors, and the unloading devices are made in the form of slides mounted inside the housing at an angle to horizon and with perforations in areas of slides located inside the body. The device makes it possible to simplify the design and expand its technological capabilities, reduce length dimensions and increase the efficiency of seed separation.
Основным недостатком является отсутствие средств для настройки режимов работы.The main disadvantage is the lack of tools for setting operating modes.
Известно изобретение [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», 2653961, МПК В06 В1/14, приоритет 15.05.2018], представляющее собой способ управления амплитудой при автоматической настройке на резонансный режим колебаний вибрационной машины с приводом от асинхронного двигателя, 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. Затем 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 кнулю, при этом изменение величины диссипации вычисляют по заданному алгоритму, который связывает амплитуду колебаний рабочего органа и диссипативные характеристики демпфера. Технический результат заключается в поддержании требуемой амплитуды при автоматической настройке на резонансный режим колебаний рабочего органа вибрационной машины.The invention is known [Panovko G.Ya., Shokhin A.E., Barmina O.V., Eremeykin S.A. “Method for controlling the amplitude during automatic tuning to the resonant mode of oscillation of a vibration machine driven by an asynchronous motor,” 2653961, IPC V06 B1/14, priority 05.15.2018], which is a method of controlling the amplitude during automatic tuning to the resonant mode of oscillation of a vibration machine with a drive from an asynchronous motor, which consists in the fact that oscillations of the working body of a vibration machine with a damper with given dissipative characteristics are excited by a periodic force due to the rotation of the unbalance of an inertial vibration exciter driven by an asynchronous motor, the rotation speed of which is adjusted to the resonant mode of oscillations of the mechanical system of the vibration machine according to a given algorithm , for which the movement of the working element and the angular position of the unbalance are simultaneously measured. Then the mismatch between the oscillation amplitude of the working body and its predetermined value is measured, the amount of dissipation of the oscillation energy in the damper is changed, reducing the mismatch of the oscillation amplitude of the working body to zero, and the change in the dissipation value is calculated using a given algorithm that connects the oscillation amplitude of the working body and the dissipative characteristics of the damper . The technical result consists in maintaining the required amplitude while automatically adjusting to the resonant mode of oscillation of the working body of the vibration machine.
К недостаткам можно отнести отсутствие вибрационного режима с нулевыми колебаниями по концам рабочего органа.The disadvantages include the absence of a vibration mode with zero vibrations at the ends of the working body.
Известно изобретение [Елисеев С.В., Большаков Р.С., Елисеев А.В., Николаев А.В., Мозалевская А.К., Миронов А.С. «Устройство управления вибрационным полем технологической машины», 2689901, МПК F16F 15/02, F16F 7/10, приоритет 29.05.2019], представляющее собой устройство управления, выполненное в виде системы контроля над параметрами вибрационного поля с подвижным устройством уменьшения колебаний. На рабочем органе технологической машины установлен управляемый динамический гаситель колебаний. Гаситель колебаний выполнен в виде рычажного механизма. Рычажный механизм с одного конца жестко прикреплен к рабочему органу, а с другого содержит на конце дополнительную массу и прикреплен через упругий элемент. Перемещение осуществляется посредством управляющего блока в каретке. Каретка выполнена в виде ласточкина хвоста. Достигается расширение арсенала технических средств.The invention is known [Eliseev S.V., Bolshakov R.S., Eliseev A.V., Nikolaev A.V., Mozalevskaya A.K., Mironov A.S. “Control device for the vibration field of a technological machine”, 2689901, IPC F16F 15/02, F16F 7/10, priority 05/29/2019], which is a control device made in the form of a control system for the parameters of the vibration field with a movable device for reducing vibrations. A controlled dynamic vibration damper is installed on the working body of the technological machine. The vibration damper is made in the form of a lever mechanism. The lever mechanism is rigidly attached to the working element at one end, and at the other it contains additional mass at the end and is attached through an elastic element. The movement is carried out by means of a control unit in the carriage. The carriage is made in the form of a dovetail. The arsenal of technical means is being expanded.
К недостаткам можно отнести сложность получения требуемого вибрационного режима.The disadvantages include the difficulty of obtaining the required vibration mode.
За прототип принимается изобретение [Елисеев С.В., Трофимов Ю.А., Орленко А.И., Елисеев А.В., Нгуен Д.Х. «Устройство управления динамическим состоянием вибрационной технологической машины», 2693711, МПК В24В 31/067, приоритет 04.07.2019], представляющее собой устройство, содержащее опирающийся на упругие элементы рабочий стол с размещенными на нем вибровозбудителями и траверсу с расположенным наней динамическим гасителем колебаний. Каретка установлена с возможностью перемещения вдоль рабочего стола с помощью сервоприводов и ходовых винтов, расположенных с обеих сторон рабочего стола, а динамический гаситель колебаний закреплен на траверсе с помощью упругого элемента. В результате расширяются технологические возможности вибрационных машин за счет распределения амплитуд колебаний точек рабочего стола по его длине.The invention is accepted as a prototype [Eliseev S.V., Trofimov Yu.A., Orlenko A.I., Eliseev A.V., Nguyen D.H. “Device for controlling the dynamic state of a vibration technological machine”, 2693711, IPC V24V 31/067, priority 07/04/2019], which is a device containing a work table resting on elastic elements with vibration exciters placed on it and a traverse with a dynamic vibration damper located on it. The carriage is installed with the ability to move along the work table using servos and lead screws located on both sides of the work table, and the dynamic vibration damper is fixed to the traverse using an elastic element. As a result, the technological capabilities of vibration machines are expanded due to the distribution of vibration amplitudes of the worktable points along its length.
К недостаткам можно отнести сложность конструкции и ограниченные возможности изменения, коррекции и формирования вибрационного поля вибрационного поля рабочего органа.The disadvantages include the complexity of the design and limited possibilities for changing, correcting and forming the vibration field of the vibration field of the working body.
Задачей предлагаемого изобретения является формирование динамического состояния вибрационной технологической машины при помощи изменения положения вибровозбудителя.The objective of the proposed invention is to form the dynamic state of a vibration technological machine by changing the position of the vibration exciter.
Устройство формирования вибрационного поля технологической машины, включающее вибратор, установленный в каретке, причем каретка установлена снизу рабочего органа технологической машины и имеет возможность перемещения вдоль его поверхности, упругие элементы, на которые опирается рабочий орган, виброметры, соединенные с блоком управления, причем при помощи настройки блока управления на необходимые режимы динамического состояния формируют вибрационное поле за счет смещения вибратора вдоль поверхности рабочего органа для формирования и поддержания необходимого распределения амплитуд колебаний по его длине.A device for forming a vibration field of a technological machine, including a vibrator installed in a carriage, wherein the carriage is installed at the bottom of the working body of the technological machine and has the ability to move along its surface, elastic elements on which the working body rests, vibrometers connected to the control unit, and by means of adjustment control unit to the required dynamic state modes, a vibration field is formed by displacing the vibrator along the surface of the working element to form and maintain the required distribution of vibration amplitudes along its length.
Способ формирования вибрационного поля технологической машины, включающий создание вибраций технологической машины по п. 1, регулирование их изменения, отличающийся тем, что создают с помощью вибратора с регулируемым местом расположения снизу рабочего органа распределение амплитуд колебаний, обеспечивающее на нем контролируемое вибрационное поле. Суть изобретения поясняется чертежами.A method for forming a vibration field of a technological machine, including creating vibrations of a technological machine according to claim 1, regulating their changes, characterized in that using a vibrator with an adjustable location at the bottom of the working body, a distribution of vibration amplitudes is created, providing a controlled vibration field on it. The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема вибрационной технологической машины с подвижным вибратором, содержащая опорную поверхность 1, коммуникации 2, 3, 5, 6, 17, 18, блок управления 4, виброметры 7, 16, упругие элементы 8, 15, приводы 9, 14, рабочий орган 10, вибратор 11, каретка 12, ходовой винт 13.In fig. Figure 1 shows a schematic diagram of a vibration technological machine with a movable vibrator, containing a supporting surface 1, communications 2, 3, 5, 6, 17, 18, a control unit 4, vibrometers 7, 16, elastic elements 8, 15, drives 9, 14, a worker organ 10, vibrator 11, carriage 12, lead screw 13.
На фиг. 2 приведена расчетная схема вибрационной технологической машины с подвижным вибратором.In fig. Figure 2 shows a design diagram of a vibration technological machine with a movable vibrator.
На фиг. 3 представлена структурная математическая модель механической колебательной системы.In fig. Figure 3 presents a structural mathematical model of a mechanical oscillatory system.
Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.
Предлагаемое изобретение отличается использованием нового подхода в формировании структуры и параметров вибрационного поля рабочего органа. Эффекты коррекции и формирования динамического состояния вибрационной технологической машины могут быть реализованы с помощью одного вибровозбудителя, который обладает возможностями изменять свое положение на рабочем органе, расположенном под вибростолом, что создает возможности более эффективного использования вибростенда и формирования динамических состояний рабочего органа.The proposed invention is characterized by the use of a new approach to the formation of the structure and parameters of the vibration field of the working body. The effects of correction and formation of the dynamic state of a vibration technological machine can be realized using one vibration exciter, which has the ability to change its position on the working body located under the vibrating table, which creates the possibility of more efficient use of the vibration stand and the formation of dynamic states of the working body.
Предлагаемое изобретение в своей основе рассматривается как механическая колебательная система, состоящая из рабочего органа 10 в виде твердого тела, обладающего массой М, сосредоточенной в инерции J и опирается на упругие элементы 8 и 15.The proposed invention is basically considered as a mechanical oscillatory system, consisting of a working body 10 in the form of a solid body with mass M, concentrated in inertia J and supported by elastic elements 8 and 15.
Упругие элементы опираются на опорную поверхность 1 в тт. А0, В0; кроме того, пружины связаны с рабочим органом 10. Упругие элементы 8 и 15 обладают коэффициентам жесткости - соответственно k1 и k2. Вибратор 11 может перемещаться по каретке 12, имеющей с ним соединение типа «ласточкин хвост». Перемещение вибровозбудителя 11 по каретке 12 осуществляется ходовым винтом 13, приводимым в движение приводами 9 и 14. Для оценки динамического состояния используются виброметры 7 и 16.The elastic elements rest on the supporting surface 1 in pm. A 0 , B 0 ; in addition, the springs are connected to the working body 10. Elastic elements 8 and 15 have stiffness coefficients - k 1 and k 2 , respectively. The vibrator 11 can move along a carriage 12 having a dovetail connection with it. The movement of the vibration exciter 11 along the carriage 12 is carried out by a lead screw 13 driven by drives 9 and 14. Vibrometers 7 and 16 are used to assess the dynamic state.
Коммуникации 2, 3 5 и 6, соединяют виброметры с блоком управления 4, расположенном на опорной поверхности 1. Блок управления 4 имеет коммуникационные связи 17, 18 с вибровозбудителем 11.Communications 2, 3 5 and 6 connect the vibration meters with the control unit 4 located on the supporting surface 1. The control unit 4 has communication connections 17, 18 with the vibration exciter 11.
Подготовка вибрационной технологической машины производится предварительно с последующей корректировкой динамического состояния рабочего органа 10 с учетом информации, получаемой от виброметров 7 и 16. В случае необходимости блок управления может снабжаться вычислительным устройством для управления процессом в реальном масштабе времени.The vibration technological machine is prepared in advance with subsequent adjustment of the dynamic state of the working body 10 taking into account information received from vibrometers 7 and 16. If necessary, the control unit can be equipped with a computing device to control the process in real time.
Теоретическое обоснование работы системыTheoretical justification of the system operation
1. Расчетная схема вибрационной технологической машины приведена на фиг. 2 и представляет собой механическую колебательную систему с двумя степенями свободы, содержащую твердое тело (М, J), опирающееся на два упругих элемента с коэффициентами жесткости k1 и k2. Возмущающее воздействие приложено в т. О (сила Q), где расположен центр тяжести системы. При этом OO1=l0, положение т. О определяется длинами плеч l1 и l2 (фиг. 2).1. The design diagram of the vibration technological machine is shown in Fig. 2 and is a mechanical oscillatory system with two degrees of freedom, containing a solid body (M, J) supported by two elastic elements with stiffness coefficients k 1 and k 2 . The disturbing influence is applied to point O (force Q), where the center of gravity of the system is located. In this case, OO 1 =l 0 , the position of point O is determined by the lengths of the arms l 1 and l 2 (Fig. 2).
Движение системы может быть рассмотрено в системах координат у1 и у2 и у и ϕ, связанных с неподвижным базисом.The motion of the system can be considered in the coordinate systems y 1 and y 2 and y and ϕ associated with a fixed basis.
Между системами координату, у1 и у2 и у и ϕ имеются связи, определяемые выражениями:There are connections between the coordinate systems, y 1 and y 2 and y and ϕ, defined by the expressions:
Составление математической модели оценки динамических состояний исходной системе производится на основе использования уравнений Лагранжа 2-го рода. В этом случае может быть построена система линейных дифференциальных уравнений движения в координатах у1, у2 [1, 2].The development of a mathematical model for assessing the dynamic states of the original system is based on the use of Lagrange equations of the 2nd kind. In this case, a system of linear differential equations of motion can be constructed in coordinates y 1 , y 2 [1, 2].
Для реализации такого подхода запишем выражения для кинетической и потенциальной To implement this approach, we write down expressions for the kinetic and potential
энергийenergies
Сила Q, приложенная в т. O1 на расстоянии l0 от т. О, может быть преобразована в эквивалентную систему внешних возмущений, отнесенных к координатам y1, у2, что составитThe force Q applied to point O 1 at a distance l 0 from point O can be converted into an equivalent system of external disturbances related to coordinates y 1 , y 2 , which will be
Используя формализм вывода уравнений Лагранжа и последующие интегральные преобразования Лапласа при нулевых начальных условиях [3], получим систему уравнений в операторной форме:Using the formalism of deriving the Lagrange equations and subsequent integral Laplace transforms under zero initial conditions [3], we obtain a system of equations in operator form:
где р=jω - комплексная переменная значок⇔над переменной означает изображение по Лапласу [1].where р=jω is a complex variable the ⇔ icon above the variable means the Laplace image [1].
На основе системы уравнений (5), (6) в операторной форме может быть построена структурная математическая модель исходной системы по фиг. 2 в виде структурной схемы, эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления [3], как показано на фиг. 3.Based on the system of equations (5), (6) in operator form, a structural mathematical model of the original system according to Fig. 2 in the form of a block diagram, dynamically equivalent to an automatic control system [3], as shown in FIG. 3.
Рассматриваемая структурная схема состоит из двух парциальных блоков, на соответствующие входы которых действуют внешние синфазные гармонические возмущения The block diagram under consideration consists of two partial blocks, the corresponding inputs of which are affected by external in-phase harmonic disturbances
Используя структурную схему (фиг. 3), можно для оценки динамических свойств системы построить передаточные функции, которые принимают вид: Using the block diagram (Fig. 3), it is possible to construct transfer functions that take the form to evaluate the dynamic properties of the system:
является частотным характеристическим уравнением системы.is the frequency characteristic equation of the system.
2. Из анализа (7), (8) следует, что рабочий орган под действием возмущения имеет два режима динамического гашения колебаний на частотах, определяемых по формулам2. From analysis (7), (8) it follows that the working body under the influence of disturbance has two modes of dynamic vibration damping at frequencies determined by the formulas
Таким образом, изменяя значения с (т.е. положение точки приложения вибратора), можно менять значения создавая нужную структуру вибрационного поля рабочего органа вибрационной технологической машины.Thus, by changing the values of c (i.e. the position of the point of application of the vibrator), you can change the values creating the desired structure of the vibration field of the working body of a vibration technological machine.
3. Имея структурную схему (фиг. 3), можно ввести в рассмотрение передаточную функцию межпарциальных связей, которая имеет вид3. Having a block diagram (Fig. 3), we can introduce into consideration the transfer function of inter-partial connections, which has the form
Отношение амплитуд колебаний можно представитьThe ratio of the oscillation amplitudes can be represented
что позволяет механическую колебательную систему рассматривать как виртуальный рычажный механизм. Если / является отрицательной величиной, то на рабочем органе (твердом теле) между точками крепления упругих элементов образуется центр вращения (или узел колебаний). При этом механическая колебательная система, если иметь в виду особенности движения твердого тела, может рассматриваться как рычажный механизм 2-го рода [4].which allows the mechanical oscillating system to be considered as a virtual lever mechanism. If / is a negative value, then a center of rotation (or oscillation unit) is formed on the working body (solid body) between the points of attachment of the elastic elements. In this case, the mechanical oscillatory system, if we take into account the peculiarities of the motion of a rigid body, can be considered as a lever mechanism of the 2nd kind [4].
Если i=1, то рабочий орган совершает движения, характерные для инерционного типа в структуре механической колебательной системы с одной степенью свободы. При этом формируется однородное вибрационное поле. Параметры настройки, имеется в виду величина l0 (или с), определяются на заданной частоте из выражения (12).If i=1, then the working body makes movements characteristic of the inertial type in the structure of a mechanical oscillatory system with one degree of freedom. In this case, a uniform vibration field is formed. The tuning parameters, meaning the value l 0 (or c), are determined at a given frequency from expression (12).
Если передаточное отношение а соответствует условию i<1, но i≠0, то твердое тело (рабочий орган) приобретает центр вращения за пределами твердого тела (левее точки, движение которой определяется координатой а механическая колебательная система может быть интерпретирована как рычажный механизм с точкой опоры в центре вращения (или узле колебаний).If the gear ratio and corresponds to the condition i<1, but i≠0, then the rigid body (working body) acquires a center of rotation outside the rigid body (to the left of the point whose movement is determined by the coordinate and a mechanical oscillatory system can be interpreted as a lever mechanism with a fulcrum at the center of rotation (or oscillation node).
Аналогичная ситуация возникает при выполнении условия i>1. В этом случае точка опоры виртуального рычага (центр вращения или узел колебаний твердого тела) будет размещаться правее точки твердого тела, как определяет координата A similar situation arises when the condition i>1 is met. In this case, the fulcrum point of the virtual lever (the center of rotation or the oscillation node of a rigid body) will be located to the right of the point of the rigid body, as determined by the coordinate
Таким образом предлагаемый алгоритм определения положения точки вращения (т.е. определение l0) позволяет решать задачи формирования вибрационного поля, соответствующего требованиям эффективной реализации вибрационного технологического процесса.Thus, the proposed algorithm for determining the position of the rotation point (i.e., determining l 0 ) allows us to solve the problem of forming a vibration field that meets the requirements for the effective implementation of the vibration technological process.
Список использованных источниковList of sources used
1. Лурье А.И. Операционное исчисление и его приложения к задачам механики. М.; Л.: Гос. изд-во техн.-теор. лит., 1950. - 431 с. 1. Lurie A.I. Operational calculus and its applications to problems of mechanics. M.; L.: State. publishing house of technical theory. lit., 1950. - 431 p.
2. Eliseev S.V., Eliseev A.V. Theory of oscillations. Structural mathematical modeling in problems of dynamics of technical objects. Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2019. 521 p.2. Eliseev S.V., Eliseev A.V. Theory of oscillations. Structural mathematical modeling in problems of dynamics of technical objects. Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2019. 521 p.
3. Елисеев СВ. Прикладной системный анализ и структурное математическое моделирование (динамика транспортных технологических машин: связность движений, вибрационные взаимодействия, рычажные связи). Иркутск: ИрГУПС, 2018. - 692 с. 3. Eliseev SV. Applied systems analysis and structural mathematical modeling (dynamics of transport technological machines: connectivity of movements, vibration interactions, lever connections). Irkutsk: IrGUPS, 2018. - 692 p.
4. Крейнин П.Г. Справочник по механизмам. - М.: Машиностроение. 1986.-512 с. 4. Kreinin P.G. Handbook of mechanisms. - M.: Mechanical Engineering. 1986.-512 p.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818983C1 true RU2818983C1 (en) | 2024-05-08 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2689901C2 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for controlling vibration field of processing machine |
| RU2693711C2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО "ИрГУПС") | Vibration process machine dynamic state control device |
| CN110148334A (en) * | 2019-05-06 | 2019-08-20 | 合肥磐石自动化科技有限公司 | A kind of vibration demonstration device, demenstration method based on energy ball |
| RU2728886C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2693711C2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО "ИрГУПС") | Vibration process machine dynamic state control device |
| RU2689901C2 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Device for controlling vibration field of processing machine |
| CN110148334A (en) * | 2019-05-06 | 2019-08-20 | 合肥磐石自动化科技有限公司 | A kind of vibration demonstration device, demenstration method based on energy ball |
| RU2728886C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for correction of dynamic state of working member of process vibration machine with vibration exciter on elastic support and device for implementation thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.В. Елисеев, И.С. Ситов, Д.Х. Нгуен Некоторые вопросы формирования структуры вибрационного поля вибростенда: особенности системы измерения, средства настройки. Системы. Методы. Технологии, 2016, N 2 (30), с. 17-26. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5431261A (en) | Delayed resonators as active dynamic absorbers | |
| CN101542411B (en) | Vibration Control System | |
| JP2010512495A (en) | Vibration control device for structures | |
| RU2668933C1 (en) | Oscillation damping device | |
| RU2475658C2 (en) | Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation | |
| RU2710314C1 (en) | Method for changing and adjusting the dynamic state of a vibration process machine and a device for realizing said method | |
| RU2818983C1 (en) | Device for forming vibration field of technological machine and method for its implementation | |
| Shagniev et al. | Learning speed-gradient synchronization control of the two-rotor vibration setup | |
| Gorlatov et al. | Controlled passage through resonance for two-rotor vibration unit: influence of drive dynamics | |
| RU2711832C1 (en) | Method for control of dynamic state of process vibration machine and device for implementation thereof | |
| RU2751042C1 (en) | Device for setting, correcting, forming and controlling dynamic state of vibration technological machine and method for its implementation | |
| RU2753843C1 (en) | Apparatus for forming and controlling the dynamic state of a vibrational technological machine and method for implementation thereof | |
| Cieplok | Self-synchronization of drive vibrators of an antiresonance vibratory conveyor | |
| RU2718177C1 (en) | Method of adjusting dynamic state of vibration process machine and device for implementation thereof | |
| Korneev et al. | Applications of Control Theory Approaches to Assessing the Dynamical Interactions of Elements of Technical Objects | |
| RU2751169C1 (en) | Method for control of the dynamic state of a vibrational technological machine | |
| RU2693711C2 (en) | Vibration process machine dynamic state control device | |
| RU2749987C1 (en) | Device for correcting the dynamic state of the working body of vibrating technological machine and method for its implementation | |
| RU2695899C1 (en) | Method for adjusting vibration amplitude distributions of a vibration table working body and device for its implementation | |
| Czubak | Analysis of the new solution of the vibratory conveyor | |
| Michalczyk et al. | Influence of collisions with a material feed on cophasal mutual synchronisation of driving vibrators of vibratory machines | |
| RU2755646C1 (en) | Device for setting, adjusting and forming the dynamic state of a vibrating technological machine and a method for its implementation | |
| Panovko et al. | Experimental Analysis of Dynamics of a Nonlinear Oscillatory System with Self-Synchronizing Vibration Exciters when Interacting with Bulk Material | |
| RU2691646C1 (en) | Method of controlling formation of structure and parameters of vibration field of process machine | |
| 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 |