Способ настройки на резонансные колебания вибромашины с кусочно-линейной характеристикой упругих связей Советский патент 1988 года по МПК B06B1/14 

Изобретение относится к вибрацио№- ной технике и может быть cпoльзoвa- но в различных отраслях народного хозяйства для настройки вибромашин на резонансные колебания.

Целью изобретения является повышение технологической устойчивости ра- боты вибромашины.

На фиг.1 показан пример реализа- ции способа; на фиг.2 - график ампли- тудно-частотной характеристики (АЧХ) виброускорений вибромашины при известном способе настройки; на фиг.З- АЧХ виброускорений вибромашины при реализации предлагаемого способа на- стройки; на фиг.4 - диаграмма запаса устойчивости резонансных колебаний вибромашины в прототипе; на фиг.5 то же, при реализации предла- гаемого способа настройки.

Способ может быть реализован в вибромашине, состоящей из рабочего

органа 1, установленного на основных упругих связях 2 с суммарной жесткостью К , например на плоских рессорах один конец которых жестко закреплен на основании 3, а второй жестко соединен с рабочим органом I. На основании 3 с зазором Д относительно рабочего органа 1 установлены дополнительные упругие связи 4 с суммарной жесткостью К. На рабочем органе 1 закреплен вибровозбудитель 5, например, электродинамический, соединенный через усилитель 6 с генератором 7 поличастотного напряжения. Для регистрации амплитуды виброускорений и частоты колебаний рабочего органа на нем закреплен датчик 8 виброуско- рений, соединенный через второй усилитель 9 с осциллографом 10 и частотомером 11.

Способ реализуется следуюищм образом.

Из уравнений

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для настройки вибромашин на резонансные колебания. Целью изобретения является повышение технологической устойчивости работы вибромашины. Для реализации предлагаемого способа определяют коэффициенты жесткостей основных и дополнительных упругих связей и амплитуду гармонического возбуждения из условий настройки вибромашины с кусочно-линей- ной характеристикой упругих связей на основной нелинейный резонанс. Затем плавно увеличивают частоту гармонического возбуждения и с помощью датчика виброускорения, осциллографа и частотомера измеряют амплитуду и частоту колебаний вибромашины и определяют частоту а)(.р срыва колебаний. Затем плавно уменьшают частоту гармонического возбуждения и определяют частоту обратного скачка от нерезонансных колебаний к резон анс- ным и амплитуду виброускорений X . нерезонансных колебаний на частоте обратного скачка. На вибромашину наряду с гармоническим возбуждением (Ор воздействуют дополнительной гармонической силой с частотой W « Юр с«/1д)ки амплитудой Р. (0,3- -0,45)шХ,: 5 ил. с 5 (Л со 00 о 00 о СП

i+d id-,ry

Л f - (

Kll2K.

k 1

7

P

A ,

-Af

iK (

mu) ---K arccos .

US -A I

1 „ ГД+d

- -yK arccos --- - ---Д .,K2+2K, . JN (-П-A - A - d) ;

VL2

I(K - mup) + JU K JA

К K 4-(К„ - К ) arccos

К 2 L

де m - масса рабочего органа вибромашины ;

К - рабочая частота гармонического возбуждения;

К - суммарный коэффициент жесткости основных упругих связей (элементов);

К - суммар1ый коэффициент жесткости дополнительных упругих связей;

i - величина зазора между рабочим органом и дополнительными упругими связями; d - величина постоянного смешения центра колебаний относительно положения статического равновесия; А - амплитуда первой гармоники в

спектре колебаний; JM - ко:зффициент демпфирования;

iK (1,04.

.1,1 )muJ

1

.

40

Р - амплитуда гармонического возбуждения , определяют коэффициенты жесткостей

К

и К основных и дополнительных упругих связей и амплитуду гармоничес- кого возбуждения. Устанавливают в вибромашине необходимые величины жесткостей основных и дополнительных упругих связей, которые в случае, например, применения плоских рессор оп- ределяют длиной рессоры. При применении упругих связей другого конструктивного выполнения (витые пружины, торсионь и т.д.) необходимые величины жесткостей устанавливаются извест- ными способами. Амплитуду Р гармонического возбуждения устанавливают путем подачи гармонического напряжения заданной амплитуды с генератора 7 по- личастотного напряжения через усили

тель 6 на электродинамический вибро- возбудитель 5. Зависимость амплиту- ды Р гармонического возбуждения от величины амплитуды гармонического напряжения генератора 7 определяют по паспортным данным генератора 7, усилителя 6 и вибровозбудителя 5 или путем их предварительной тарировки. Затем плавно увеличивают частоту гармонического напряжения на выходе ге- нератора 7 и, соответственно, частоту гармонического возбуждения на вьг ходе вибровозбудителя 5. Одновременно с помощью датчика 8 виброускоре- НИИ, осциллографа 10 и частотомера 11 измеряют амплитуду и частоту колебаний вибромашины и определяют час тоту МСР срыва колебаний вибромашины при которой происходит скачкообразное уменьшение амплитуды колебаний вибромашины (фиг.2). После определения частоты (п срыва колебаний плавно уменьшают частоту гармонического возбуждения и аналогичным образом опре- деляют частоту u)j, обратного скачка колебанир вибромашины, при которой происходит скачкообразное увеличение амплитуды колебаний вибромпшины, обусловленное переходом от нерезонанс- ных колебаний к резонансным. Одновременно определяют амплитуду вибро- ускорений Х, соответствующую нере- зонансным колебаниям вибромашины на

частоте обратного скачка и . Определив частоты u)r« , W виброускорения

ср

си

и амплитуду

ckустанавливают

требуемое значение рабочей частоты и)р гармонического возбуждения и возбуждают резонансные колебания вибромашины для чего с помо1(ью вибровоз- будителя 5 воздействуют на вибромаши ну дополнительной гармонической силой, частота и амплитуда которой определяются из условий

-м .

Wn , , Р Ю,р

Р (0,3-0,43)тХ ч

Дополнительную гармоническую силу получают путем подачи на электроди- намический вибровояРудиталь 5 от генератора 7 дополнительного гармонического напряжения с частотой 6J и амплитудой, обеспечивакнцей возбуждение силы PC- . Воздействие на вибромашину дополнительной гармонической силой приводит к смещению частоты обратного скачка в область более высо-

10

f5

-, е 2Q -25

30

35

40

45

50

ких частот по сравнению с чисто гармоническим возбуждением (фиг.2, 3). В связи с этим уменьшается интервал частот, в котором наряду с рабочим резонансным режимом существуют нере- зонансные колебания. Воздействие на вибромашину дополнительной гармонической силой обеспечивает также повышение запаса устойчивости резонансных колебаний (фиг.5) по сравнению с чисто гармоническим возбуждением (фиг.4).

Реализация способа обеспечивает повыПГение технологической устойчивости работы вибромашины, заключающейся в стабилизации выхода вибромашины на резонансный режим при ее разгоне и в повышении устойчивости рабочего режима к внешним возмущениям.

Формула изобретения

Способ настройки на резонансные колебания вибромашины с кусочно-линейной характеристикой упругих связей, заключающийся в том, что упругие связи выполняют заданной жесткости и с определенным коэффициентом деформирования, устанавливают основные из них без зазора, а дополнительные - с определенным зазором между ними и рабочим органом машины и прикладывают возмущающее усилие определенной амплитуды и частоты, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения технологической устойчивости работы вибромашины, воздействуют на нее дополнительной гармонической лой, амплитуду и частоту которой определяют из условий

и)л|1

Г (0.3-0,5)тХ,;ы

где Р - амплитуда дополнительной

гармонической силы;

частота дополнительиой гартмонической силы;

масса рабочего органа машя-

ны;

амплитуда виброускорений при

частоте обратного скачка ко

лебаний;

частота обратного скачка ко-лебаний;р рабочая частота гармонического возбуждения;

- частота срыва колебаний вибромашины.

U)m

Х

ci12 СОск

1JS W 2JO COfl Шс/ (С

Фиг.г,

Фиг.1

К

0

1,2 4 4ff iff 2flaf .

иг,3.

Фиг. 5.

(