Моделирование работы безрезонансного вибровозбудителя

Значительная часть вибрационных машин работает в зарезонансных режимах. Это вибрационные столы, грохоты, конвейеры, катки, погружатели, плиты и др. При этом применяют простые дебалансные вибрационные возбудители, приводимые в движение электрическим или гидравлическим двигателем. В период разгона и торможения таких вибровозбудителей механизм проходит резонансную частоту, в результате чего возникают высокоамплитудные колебания, негативно сказывающиеся на элементах конструкции и обрабатываемом материале. Рассмотрен вопрос конструирования дебалансных вибровозбудителей, обеспечивающих отсутствие вынуждающей силы в момент прохождения резонансных частот, что позволяет избежать негативных эффектов при неустановившемся движении. Проанализированы патенты, предлагающие решение данной задачи. Для оценки работоспособности конструкций и выработки подходов к проектированию таких вибровозбудителей проведено динамическое моделирование дебалансного вибровозбудителя с изменяемым под действием вынуждающей силы эксцентриситетом. Выполнено сравнение основных рабочих характеристик стандартного и безрезонансного вибраторов. Дана оценка целесообразности разработки методики проектирования таких вибровозбудителей.
EDN: JMTLAK, https://elibrary/jmtlak

Литература

[1] Blekhman L.I., Kremer E.B., Vasilkov V.B. Research on vibration processes and devices: new results and applications. In: Mechanics and control of solids and structures. Springer, 2022, pp. 75–90, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-93076-9_4

[2] Wen B. Recent development of vibration utilization engineering. Front. Mech. Eng. China, 2008, vol. 3, no. 1, pp. 1–9, doi: https://doi.org/10.1007/s11465-008-0017-2

[3] Blekhman I.I., Semenov Y.A., Yaroshevych M.P. On the possibility of designing adaptive vibration machinery using self-synchronizing exciters. In: Advanced technologies in robotics and intelligent systems. Springer, 2020, pp. 231–236, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-33491-8_28

[4] Земсков В.Д. Патент SU 107637. Инерционный вибратор. Заявл. 04.04.1955, опубл. 30.11.1956.

[5] Пикулев Н.А. Патент SU 131528. Вибратор. Заявл. 12.11.1959, опубл. 30.11.1960.

[6] Цаплин С.А. Патент SU 112035. Дебаланс для вибрационых машин. Заявл. 23.05.1957, опубл. 30.11.1958.

[7] Блехман И.И., Блехман Л.И., Ярошевич Н.П. К динамике привода вибрационных машин с инерционным возбуждением. Обогащение руд, 2017, № 4, с. 49–53, doi: https://doi.org/10.17580/or.2017.04.09

[8] Gursky V., Krot P., Korendiy V. et al. Dynamic analysis of an enhanced multi-frequency inertial exciter for industrial vibrating machines. Machines, 2022, vol 10, no. 2, pp. 130–134, doi: https://doi.org/10.3390/machines10020130

[9] Гуревич Л.М. Патент SU 278502. Вибратор с переменным статическим моментом. Заявл. 08.01.1969, опубл. 05.08.1970.

[10] Малахов А.П., Аносов В.Н., Чичинин И.С. и др. Регулируемый вибровозбудитель. Патент RU 2240185. Заявл. 11.04.2003, опубл. 20.11.2004.

[11] Cochran T.E. Vibrating apparatus for vibratory compactors. Патент US 4362431. Заявл. 14.05.1981, опубл. 07.12.1982.

[12] Simonov B.F., Kordubailo A.O., Neyman V.Y. et al. Modelling of electric drive of vibration exciter. J. Phys.: Conf. Ser., 2020, vol. 1661, art. 012083, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1661/1/012083

[13] Yaroshevich N., Yaroshevych O., Lyshuk V. Drive dynamics of vibratory machines with inertia excitation. In: Vibration engineering and technology of machinery. Springer, 2021, pp. 37–47, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-60694-7_2

[14] Тюремнов И.С., Игнатьев А.А., Филатов И.С. Статистический анализ технических характеристик грунтовых вибрационных катков. Вестник ТОГУ, 2014, № 3, с. 81–88.

[15] Фурманов Д.В., Барулев А.В., Тарасова Н.Е. и др. Динамическое торможение инерционных вибраторов виброплощадок для уплотнения бетонных смесей. Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета, 2019, т. 16, № 2, с. 134–144.

[16] Гойдо М.Е. Проектирование объемных гидроприводов. Москва, Машиностроение, 2009. 304 с.

[17] Zhu S., Yang J., Yan H. et al. Low-frequency vibration control of floating slab tracks using dynamic vibration absorbers. Veh. Syst. Dyn., 2015, vol. 53, no. 9, pp. 1296–1314, doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2015.1046460

[18] Li S., Hu C. Study on dynamic model of vibratory roller - soil system. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., 2018, vol. 113, art. 012187, doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/113/1/012187

[19] Тюремнов И.С., Морев А.С., Фурманов Д.В. К вопросу обоснования значения присоединенной массы грунта при реологическом моделировании процесса уплотнения грунта вибрационным катком. Проблемы машиноведения. Мат. III Межд. науч.-тех. конф. Ч. 1. Омск, ОмГТУ, 2019, с. 215–223.

[20] Li J., Lu L., Zhou Z. et al. Dynamic modeling simulation and analysis of amplitude frequency characteristics on Tandem-Heavy oscillating rollers. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2018, vol. 382, no. 3, art. 032040, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/382/3/032040

[21] Попов Ю.Г., Малов Г.С., Красников А.С. Моделирование и оптимизация двухамплитудного дебаланса с подвижной внутренней массой. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 6, с. 30–38, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2023-6-30-38