Способ настройки на заданный режим колебаний вибромашины с нелинейными упругими связями и с рабочей массой Советский патент 1992 года по МПК B06B1/14 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных областях народного хозяйства для настройки вибромашин на заданный-ре- жим колебаний в условиях существования многорежимности.

Известен способ настройки вибромашины на резонансные колебания путем использования несимметричной кусочно-линейной характеристики упругого элемента.

Однако реализация данного способа зависит от скорости разгона вибропривода, что в свою очередь не дает полной уверенности в реализации заданного режима.

Известен способ настройки на резонансные колебания вибромашины с кусочно-линейной характеристикой упругих связей, в котором на вибромашину воздействуют дополнительной гармонической силой. Это приводит к уменьшению частотного диапазона, при котором наряду с требуемым режимом колебаний рабочего органа вибромашины существуют другие нежелательные режимы.

Способ обеспечивает повышение технологической устойчивости работы вибромашины, но одновременно ограничивает область ее применения в реальных условиях эксплуатации,так каком позволяет реализовать только один из режимов колебаний.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей вибромашины.

Поставленная цель достигается с тем, что согласно способу, заключающемуся в определении начального положения рабочей массы и установлении ее в это положение, фиксируют ее, производят разгон привода вибромашины и расфиксируют рабочую массу, регистрируют перемещение и скорость перемещения рабочей массы, строят зависимость скорости рт перемещения, по которой определяют начальное положение рабочей массы при нулевой начальной скорости, определяют начальную фазу вынуждающей силы и смещение рабочей массы, смещают рабочую массу в определенное начальное положение, а

|СЛ

С

И И

ю со

расфиксируют ее при заданной фазе вынуждающей силы.

На чертеже схематично показана одно- массовая вибромашина для реализации предлагаемого способа с трилинейной характеристикой упругой подвески, фиксирующим механизмом для установки рабочей массы в заданном начальном положении и управляющим блоком, отпускающим фиксирующий механизм в определенный момент времени, соответствующий заданному значению фазы вынуждающей силы, которая определяется из полной области притяжения.

Вибромашина состоит из корпуса 1, в котором установлена рабочая масса 2, способная совершать поступательное колебательное движение под действием вынуждающей силы, например, дебаланс- ного возбудителя 3 колебаний, имеющего неуравновешенную массу 4 и датчик 5 угла поворота. Упругие элементы 6, выполненные, например, в виде цилиндрической винтовой или плоской пружины, связывают рабочую массу 2 с корпусом 1, а упругие упоры 7, закреплены одним концом с корпусом 1, установлены таким образом, что между их свободными концами и рабочей массой 2 имеются некоторые зазоры Ai и Д2 с каждой стороны соответственно. Такая упругая система, состоящая из упругих упоров 7, реализует трилинейную характеристику восстанавливающей силы. Вибромашина .включает в себя также фиксирующий механизм 8, способный смещать рабочую массу 2 относительно корпуса 1, фиксировать ее в заданном положении и отпускать в момент получения управляющего сигнала от формирователя 9 импульсов.

Способ реализуется следующим образом.

Перед запуском вибромашины фиксирующим механизмом 8 фиксируют рабочую массу 2 в заданное положение х х0, т.е. начальная скорость х0 0, а датчик 5 угла поворота неуравновешенной массы 4 настраивают на угол р (ро. В результате этого обеспечивается запуск вибромашины из заданных координат х0, х0 0, р0, которые находятся внутри области притяжения требуемого периодического режима.

После включения привода вибромашины дебалансного возбудителя 3 колебаний начинает вращаться неуравновешенная масса 4. При этом датчик 5 угла поворота создает последовательность импульсов в моменты времени, когда фаза поворота неуравновешенной массы р совпадает с углом (р0 на который настроен датчик 5 угла поворота. При включении формирователя 9 импульсов после разгона возбудителя с требуемой частоты вращения очередной сигнал

датчика 5 угла поворота передается на фиксирующий механизм 8, в результате чего рабочая масса 2 расфиксируется и начинает совершать возвратно поступательное движение относительно корпуса 1. Таким образом осуществляется запуск вибромашины из заданного начального состояния, в результате чего реализуется требуемый режим колебаний.

В качестве примера, поясняющего сущность предлагаемого способа, рассмотрим возможность реализации двух периодических режимов колебаний в вибромашине, динамика которой описывается дифференциальным уравнением

х + f(x) + bx Hcos (a) t + (р)

где х, х, х - перемещение, скорость и ускорение рабочей массы соответственно;

Н, 1), р , - амплитуда, частота и фаза

вынуждающей силы соответственно; t - текущее время; .

Ь- коэффициент линейной диссипации;

f(x) - нелинейная характеристика упругой восстанавливающей силы, показанная на фиг. 1а;

35

C2(xi - DI) при х 5i ;

f(x) Cix при д х Й2 ; Са(х - Da) при х (32, где DI. 2 40 5i.2(1-Ci/C2).

Выберем следующие безразмерные параметры: Н 0,5; (о 1,38; b 0,01; Ci 1,0; С2 4,0; (5i -0,5; & 1,5.

Для полной системы получена область притяжения устойчивых периодических режимов EI и Е2 при р 0, приведенная на фиг. 2, и полная область притяжения при изменении р от 0 до Т ш, где Т ш - период вынуждающей силы Т (t) 2 л/а, Т (i) 6,28/1,38 4,55, приведенная на фиг. 3 в виде семи отдельных сечений (фрагментов) в моменты времени t, равные

0;

1

Т а); Т о) ; о

Т а) ;

45

Т а); Т а); Т а). оо

Фаза вынуждающей силы определяется: р ftn - 1,38t.

По полученным областям притяжения периодических режимов определяем, что для реализации режима EI необходимо установить следующие начальные фазовые координаты рабочей массы

х -1,5...-0,5; х 0; р 0; или х 0,5...1,5;х 0, у) :7Г, Для реализации режима Е начальные фазовые координаты следующие:

х О...3,5; х 0; р 0; или х -3.5...0; гг.

Данный пример подтверждает эффективность предлагаемого способа для реализации любого устойчивого периодического режима.

Форму л а изо бретени я

Способ настройки на заданный режим колебаний вибромашины с нелинейными

упругими связями и с рабочей массой, заключающийся в том, что определяют начальное положение рабочей массы, устанавливают ее в это положение, фиксируют ее, производят разгон привода вибромашины и расфиксируют ра.бочую массу, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, регистрируют перемещение и скорость перемещения рабочей массы после расфиксации, строят зависимость скорости от перемещения, по которой определяют начальное положение рабочей массы при нулевой начальной скорости, определяют

начальную фазу вынуждающей силы и смещение рабочей массы, смещают рабочую массу в определенное начальное положение, а расфиксируют ее при заданной фазе вынуждающей силы.

Изобретение относится к вибрационной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей - достигается за счет реализации нескольких режимов колебаний в частотном диапазоне,соответствующем зоне многорежимности. 1 ил.

6

О

www

//////////////////////

/ /

/ / /