Способ настройки на многокомпонентные резонансные колебания вибромашин с нелинейными упругими связями Советский патент 1992 года по МПК B06B1/14 

Изобретение относится к вибр ационной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для настройки и возбуждения в вибромашинах многокомпонентных резонансных колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности работы вибромашины путем возбуждения многокомпонентных резонансных колебаний вибромашин при использовании одного вибропривода.

Поставленная цель достигается тем. что нелинейные упругие связи выполняют с заданной жесткостью и демпфированием, вывеш.ивают вибромашину на упругом подвесе, жесткость которого в направлении высокочастотных колебаний выбирают равной

KB 0,1 Ко,

где Ко - наименьшая жесткость нелинейных упругих связей в направлении высокочаСТОТ+1ЫХ колебаний,

и воздействуют на вибромашину основной и дополнительной гармоническими вынуждающими силами с определенными амплитудами и частотами, возбуждая высокочастотные резонансные колебания, опреде/Тяют период Т огибающей высокочастотных колебаний и регулируют жесткость упругого подвеса в направлении низкочастотных колебаний до величины

Кн (2 Яу)2м,

где М - инерционный параметр вывешенных частей вибромашины. На фиг. 1 и 2 представлены схемы технической реализации предлагаемого способа; на фиг. 3-АЧХ колебаний вибромашины при отключенном дополнительном дебалансном вале; на фиг. 4 - осциллограмма высокочастотных колебаний; на фиг. 5 осциллограмма низкочастотных маятниковых (угловых) колебаний. Предлагаемый способ может быть реализован в вибромашине, состоящей из вибрато|эа 1 с бигармоническим инерционным вибрбвозбудителем, включающим основной 2 и дополнительный 3 дебалансный валы с дебалансами, наружной рамы 4, являющейся рабочим органом вибромашины, на котором крепятся подвергаемые виброобработке изделия, материалы и т.д., нелинейных упругих связей, включающих плоские пружины 5 и упругие буфера 6, упругого подвеса, состоящего из двух подвесок, включающих пружины 7 и тросы 8. Дебалансные валы соединены между собой ременной передачей 9 и закреплены в подшипниковых опорах на корпусе вибратора 1. Плоские пружины 5 суммарной жесткостью Ki одними концами жестко соединены с корпусом вибратора 1, а другими - с наружной рамой 4. Упругие буфера б с суммарной жесткостью К2 жестко закреплены на наружной раме 4 и установлены с зазором А относительно корпуса вибратора 1. Упругий подвес одним концом соединен с наружной рамой 4, а другим - с фундаментальной стойкой 10. Привод вибратора осуществляется от электродвигателя 11 постоянного тока, движение от которого с помощью гибкого вала 12 передается основному дебалансному валу 2. Двигатель 11 жестко закреплен на фундаментальной стойке 10. Питание двигателя производится от сети переменного тока через Л АТР 13. Л АТР 13 служит для регулировки частоты вращения вала электродвигателя 11. Для контроля колебаний наружной рамы 4 служат закрепленные на ней датчики 14 и 15, сигнал которых через усилитель 16 подается на осциллограф 17 и частотомер 18. Контроль частоты вращения основного дебалансного вала осуществляется с помощью строботахометра 19. Описанная вибромашина при ее настройке по предлагаемому способу совершает многокомпонентные резонансные колебания, состоящие из высокочастотных колебаний в направлении оси х (см. фиг. 1) и маятниковых низкочастотных колебаний по углу р. Настройка и возбуждение этих многокомпонентных колебаний по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Предварительно из уравнений движения вибромашины известными методами определяют требуемые жесткости упругих связей и амплитуду основной гармонической вынуждающей силы Ро. В рассматриваемом примере технической реализации амплитуда силы Ро (тг)о о , где (тг)о статический момент основного дебалансного вала 2, «Wp - рабочая частота вибромашины при ее высокочастотных колебаниях, и значения жесткостей Ki и К2 плоских пружин 5 и упругих буферов 6, входящих в состав нелинейных упругих связей, могут быть определены из системы уравнений, полученных для вибромашины с кусочно-линейной упругой характеристикой - b-cos -A; /; K, {,,0..(. Kat- o Tf- ,к., л (л ,. . Ari; - (АгЛ) (,-u-d) ; (,-, (K,-.,; anccos - /l-(), где m - приведенная масса вибромашины; d - величина постоянного смещения центра колебаний относительно положения статического равновесия; AI - амплитуда первой гармоники в спектре высокочастотных колебаний; /f-коэффициент демпфирования. В случае вибромашин с другими типами нелинейных характеристик упругих систем (плавными характеристиками) коэффициенты жесткости и амплитуда силы Ро определяется на основе методов гармонической прямой линеаризации, гармонического баланса и др, Устанавливают определенные значения жесткостей упругих связей. В зависимрсти от конструктивного выполнения этих связей (рессоры, витые пружины, торсионные пружины и т.д.) величины жесткостей могут устанавливаться различными способами. На основании выражений «Ур : Рд ( 0.3 - 0,45 ) М пр где Рд, (Ыд - соответственно частота и амплитуда дополнительной гармонической вынуждающей силы; W ск , со ср - частоты обратного скачка и срыва колебаний при воздействии на вибромашину только основной гармонической вынуждающей силы; Мпр - приведенная масса вибромашины;Хек- ускорение вибромашины на частоте при ее нерезонансных колебаниях (см. фиг. 3). предварительных экспериментальных или расчетных данных определяют требуемые параметры частоты (Ыд и амплитуды дополнительной гармонической вынуждающей силы Рд. Вывешивают вибромашину на упругом подвесе, в качестве которого в общем случае могут использоваться мягкие витые пружины, упругие ленты и т.д. Жесткость упругого подвеса в направлении высокочастотных колебаний выбирают равной KB 0,1 Ко. где Ко - наименьшая жесткость нелинейных упругих-связей в направлении высокочастотных колебаний. Это обеспечивает эффективную виброизоляцию фундаментной стойки 10, на которой вывешивается вибромашина, от высокочастотных резонансных колебаний, т.е. повышает надежность работы устройства, реализующего способ, не требует применения мощных фундаментов для установки вибромашины. Воздействуют на вибромашину основной и дополнительной гармоническими вынуждак)щими силами определенной частоты и амплитуды. Амплитуды вынуждающих сил при известной рабочей и дополнительной частотах (Wp и (Уд задают с помощью дебалансов, устанавливаемых на соответствующих дебалансных валах 2 и 3. Статический момент основного дебалансного вала 2 при этом равен (тг)о % щ дополнительного 3 Р(тг)д -| tWft Частоту Шд вращения дополнительного дебалансного вала задают с помощью известных передаточных устройств, в частности в примере технической реализации - с помощью ременной передачи 8, передаточное отношение которой равно а)р/сод Воздействие вынуждающих сил обеспечивается путем включения электродвигателя 11 в сеть передачей движения от электродвигателя 11 через гибкий вал 12 основному дебалансному валу 2 и далее через ременную передачу 9 дополнительному дебалансному валу 3. Установка заданной частоты о)р обеспечивается с помощью ЛАТРа 13 и строботахометра 19, Воздейств 1е вынуждающих сил приводит к возбуждению высокочастотных резонансных колебаний вибромашины в направлении оси (фиг. 1). С помощью датчика 14, усилителя 16, осциллографа 17 и частотомера 18 контролируют высокочастотные колебания вибромашины. Осциллограмма этих колебаний приведена на фиг. 4. Как видно из осциллограммы, из-за некратности частот и сор вынуждающих сил и нелинейности упругих связей процесс высокочастотных колебаний имеет низкочастотную модуляцию. С помощью известных аппаратурных или вычислительных средств, например непосред-. ственно по осциллографу 17, определяют период Т огибающей высокочастотных колебаний (период модуляции). После этого регулируют жесткость упругого подвеса в направлении низкочастотных колебаний. Формула изобретения . Способ настройки на многокомпонентные резонансные колебания вибромашин с нелинейными упругими связями, заключающийся в том, что нелинейные упругие связи выбраны заданной жесткости и заданного демпфирования и воздействуют на вибромашину основной и Дополнительной гармоническими вынуждающими силами с определенными амплитудами и частотами, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности, устанавливают вибромашину на упругом подвесе, жесткость KB которого в направлении высокочастотных колебаний выбирают равной Кв 0,1 Ко, где Ко - наименьшая жесткость нелинейных упругих связей в направлении высокочастотных колебаний, определяют период Т огибающей высокочастотных колебаний и регулируют жесткость упругого подвеса в направлении низкочастотных колебаний до величины Кн (2 М , где М инерционный параметр вибромашины.

у/////Л

Фиг.г

о;,

ск

(р ср 6

Фиг.З

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к способам получения механических колебаний с упруго соединенными массами, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйствадля настройки и возбуждения в вибромашинах многокомпонентных резонансных колебаний. Цель изобретения - повышение эффективности настройки. При использовании одного вибропривода вибромашину вывешивают на упругом подвесе, жесткость которого в направлении высокочастотных колебаний вибрируют равной Кв< 0,1 Ко, где Ко - наименьшая жесткость нелинейных упругих связей в направлении высокочастотных колебаний. Определяют период Т огибающей высокочастотных колебаний и регулируют жесткость упругого подвеса в направлении низкочастотных колебаний довеличины Кн =

Y.f