Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора
Досліджено вплив зсуву центру мас короба грохота на режим сінхронно-сінфазного обертання валів його віброзбуджувача, оснащеного пружним синхронізатором, для випадків залипання грохотимого матеріалу і нерівномірної його подачі. Приведені адекватні залежності режимних характеристик від параметрів ко...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2011
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33584 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора / С.В. Савлук // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859898564694507520 |
|---|---|
| author | Савлук, С.В. |
| author_facet | Савлук, С.В. |
| citation_txt | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора / С.В. Савлук // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Досліджено вплив зсуву центру мас короба грохота на режим сінхронно-сінфазного
обертання валів його віброзбуджувача, оснащеного пружним синхронізатором, для випадків залипання грохотимого матеріалу і нерівномірної його подачі. Приведені адекватні залежності режимних характеристик від параметрів короба і віброзбуджувача.
The results of research the parameters location of body center of screen and mode
synchronous and synphase to motion shafts of vibrations aggregate are proposed. Sticky material
screening and given unevenly is describe. Adequate dependence modes and description depend
on parameters of body and vibrations aggregate.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:55:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 622.74;621.928.235
С.В. Савлук, м.н.с.
(ГВУЗ «Национальный горный университет»)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕЖИМА СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО
ВРАЩЕНИЯ ВАЛОВ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯ НАПРАВЛЕННЫХ
КОЛЕБАНИЙ С УЧЕТОМ РАЦИОНАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ
ЕГО ВАЛОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УПРУГОГО СИНХРОНИЗАТОРА
Досліджено вплив зсуву центру мас короба грохота на режим сінхронно-сінфазного
обертання валів його віброзбуджувача, оснащеного пружним синхронізатором, для випад-
ків залипання грохотимого матеріалу і нерівномірної його подачі. Приведені адекватні за-
лежності режимних характеристик від параметрів короба і віброзбуджувача.
THE MODE SYNCHRONOUS AND SYNPHASE TO MOTION SHAFTS
OF VIBRATIONS AGREGATE TO GET LINEAR VIBRATIONS TO TAKE
INTO ACCOUNT RATIONAL LOCATION OF SHAFTS AND USE
RESILIENT SYNCHRONIZER IS PROVIDE
The results of research the parameters location of body center of screen and mode
synchronous and synphase to motion shafts of vibrations aggregate are proposed. Sticky material
screening and given unevenly is describe. Adequate dependence modes and description depend
on parameters of body and vibrations aggregate.
Грохоты, оснащенные инерционными самосинхронизирующимися вибро-
возудителями направленного действия [3], широко используются в горно-
рудной, обогатительной, строительной, и других отраслях промышленности
Украины. Однако в условиях грохочения материалов склонных к налипанию
[2] и при переменной подаче рабочий режим направленных колебаний нару-
шается, что приводит к снижению производительности. Эта проблема может
быть решена несколькими способами, например использованием зубчатой
пары [1] для синхронизации режима вращения или использованием упругого
синхронизатора [5]. Использование упругого синхронизатора более предпоч-
тительно, так как потребляемая мощность привода меньше, чем в случае с
зубчатой передачей. Данная статья посвящена вопросу влияния смещения
центра масс короба вибрационного грохота на режим синхронно-синфазного
вращения валов его возбудителя в условиях самосинхронизации и с исполь-
зованием упругого синхронизатора.
Сформулируем основные задачи исследования:
создать математическую модель грохота с вибровозбудителем направ-
ленных колебаний оснащенным упругим синхронизатором;
аналитически исследовать режимные параметры работы вибровозбуди-
теля при смещении центра масс колеблющейся части грохота;
сравнить режимы работы вибратора в условиях самосинхронизации и
использования упругого синхронизатора при смещении центра масс колеб-
лющейся части вибромашины;
проверить адекватность модели;
проанализировать полученные результаты и сделать выводы о приме-
нимости упругого синхронизатора;
указать перспективные направления дальнейших исследований упру-
гой синхронизации в конструкциях вибромашин.
На рисунке 1 представлена расчетная схема модели, которая описывает
динамику системы «короб грохота – вибровозбудитель – упругий синхрони-
затор – привод» [4]. В представленной модели впервые учитываются величи-
на эксцентриситета втулок синхронизатора и жесткость его упругого элемен-
та.
Рис. 1 – Расчетная схема двухвального вибровозбудителя
на коробе вибрационного грохота
Рассматриваемая система имеет пять степеней свободы – две поступа-
тельные (координаты x и y) и три поворотные – координаты , 1,2.
Принцип действия двухвального вибровозбудителя направленных колеба-
ний заключается в том, что при вращении его валов в разных направлениях
они создают два круговых возмущающих усилия, в сумме которые дают на-
правленные возмущения вдоль оси.
Движение центра масс короба и дебалансных грузов вибровозбудителя
описываются следующей системой дифференциальных уравнений (уравнения
вертикальных, горизонтальных колебаний и поворот рабочего органа, урав-
нения движения дебалансных грузов).
Рис. 1 – Расчетная схема двухвального вибровозбудителя
на коробе вибрационного грохота
для случая самосинхронизации - С12=0
Рис. 2 – Схема противофазного вращения дебалансов
0sincossincos 2211222022111011 hxChxCrHxmrHxmxM xx
0cossincossin 2211222022111011 lyClyCrLymrLymyM yy
0cossin
sincoscossinsincos
22211122211122202022
222020221110101111101011
lylClylChxhChxhCrLyLm
rHxHmrLyLmrHxHmI
yyxx
c
1111111
111101
111101
111
1110111
1110111
111
cos
sinsincossin
coscossincos
cossincossin
sincossincos
RMgrm
rLy
rHx
rm
rLyr
rHxr
mI
2222222
222202
222202
222
2220222
2220222
222
cos
sinsincossin
coscossincos
cossincossin
sincossincos
RMgrm
rLy
rHx
rm
rLyr
rHxr
mI
Решение системы дифференциальных уравнений приведено в [6]. В ис-
ходных данных исследования использована модель грохота легкого типа
среднего габарита, для которого скорость вращения валов близка к 1000
об/мин, массой до 1000кг и с длиной короба 3м, амплитуда колебаний состав-
ляет 3,5мм, в условиях высокой производительности и эффективности грохо-
чения количество материала на ситах не превышает 350кг. Тогда с учетом на-
липания материала и возможной неравномерной подачи смещение центра
масс составит не более 7% от длины короба, или не более 0,21м.
Известно, что при смещении центра масс вибромашины вектор усилия
вибровозбудителя направленных колебаний тоже смещается и проходит через
новый центр масс, поэтому рассмотрим основные случаи, для которых ре-
зультат выведем в виде зависимостей угла рассогласования =1-2 (рис.1) от
параметров смещения центра масс.
Сплошная кривая – режим са-
мосинхронизации;
пунктирная кривая – режим ра-
боты с упругим синхронизатором.
Рис.3 – Схема положений центра масс грохота
Рис.4 – Зависимость угла рассо-
гласования от положения
центра масс
В исследовании были использованы следующие основные параметры
(рис.3,4,5,6):
– угол рассогласования;
l
H
p 3 – параметр расстояния до центра масс;
p , рад – параметр угла смещения вектора вибрации.
Здесь Н – нормаль от центра масс к плоскости осей вибровозбудителя, -
угол наклона вектора вибрации к проектной образующей.
В первом случае рассмотрено смещение центра масс от исходного поло-
жения (рис.3), при разных углах отклонения вектора вибрации, что позволило
сделать вывод о степени влияния положения центра масс. Зависимость угла
рассогласования фаз от угла отклонения вектора вибрации представлена на
рис.4.
Анализ влияния смещения центра масс показал (рис.4):
в установившемся режиме кривая угла рассогласования фаз для режи-
ма с упругим синхронизатором ниже, чем для режима самосинхронизации;
угол рассогласования, для режима самосинхронизации зависит от угла
вектора вибрации практически по линейному закону:
bpk , (1)
где k и b – постоянные, влияющие на наклон кривой и начальную точку.
Увеличение угла вектора вибрации снижает величину фазного угла, что
справедливо в пределах =0…10.
Второй случай характеризует положение центра масс вдоль проектной линии
Рис.5 – Схема положений центра масс грохота
Сплошная кривая – режим само-
синхронизации;
пунктирная кривая – режим ра-
боты с упругим синхронизатором.
Рис.6 – Зависимость угла рассо-
гласования от положения центра
масс
вибрации (рис.5).
Нетрудно видеть, что закон изменения угла рассогласования (рис.6) изменя-
ется по закону, близкому к линейному:
pp bpk 3 , (2)
где kp и bp – постоянные, влияющие на наклон кривой и начальную точку. Та-
ким образом, зная закон изменения угла рассогласования, можно вводя в ис-
ходные данные допустимый угол рассогласования, определять параметр рас-
стояния и соответственно рассчитать расстояние до центра масс и межосевое.
В формуле параметра расстояния присутствует и межосевое расстояние при
изменении, которого необходимо изменять и параметр p3:
NN pkp 33 , (3)
где
N
N
l
l
k . (4)
Здесь lN – новое межцентровое расстояние.
Аналитический расчет показал, что ошибка по полученному углу рассогласо-
вания для нового межцентрового расстояния составила не более 4%.
Четвертая задача заключается в оценке адекватности полученной модели и
подтверждается использованием общепринятых законов физики и теоретиче-
ской механики. Кроме того, полученные результаты (рис.6) сочетаются с ус-
ловием интегрального критерия устойчивости синхронного движения И.И
Блехмана:
1
2
01
I
rÌ
,
здесь М – масса короба без учета дебалансных грузов, I – момент инерции ко-
роба, r01= r02 – радиус от центра оси вращения вала вибровозбудителя до цен-
тра масс. Как видно из условия, увеличение радиуса до оси вращения, снижа-
ет устойчивость синхронного движения. В нашем случае это представлено в
виде угла рассогласования, а он увеличивается с увеличением параметра рас-
стояния р3, который в свою очередь прямо пропорционально зависит от по-
ложения центра масс короба и радиуса до оси вращения дебалансов.
Таким образом, полученные результаты позволяют сделать следующие
выводы:
созданная математическая модель позволяет получить адекватные законы
движения рабочего органа грохота и валов его возбудителя с учетом поло-
жения центров вращения валов вибровозбудителя и центра масс короба, и
использования упругого синхронизатора;
использование упругого синхронизатора в конструкции вибровозбудителя
направленных колебаний позволяет на 30% снизить угол рассогласования
фаз, что способствует увеличению стабильности работы и соответственно
производительности грохота;
наиболее рационально применение упругого синхронизатора в конструкци-
ях грохотов работающих в условиях залипания грохотимого материала и не-
равномерной его подачи.
Дальнейшие исследования упругой синхронизации в конструкциях виб-
ромашин можно посвятить вопросу влияния нелинейной жесткости упругого
элемента на режим синхронно-синфазного вращения валов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. И.И. Быховский. Основы теории вибрационной техники. –М.: Наука. Гл.ред. физ.- мат.мет.1969.-180с.
2. Иванов А.И. Современные виброгрохоты НПО «Ривс»// Горный журнал. 2008.- Спецвыпуск.-С.16-21.
3. С.В. Савлук, В.П. Франчук. Использование самосинхронизации в горных вибрационных машинах.
Вибрации в технике и технологиях. 2004. – . Вып. №1(33). – С.104-105.
4. В.П. Франчук, С.В. Савлук. Обоснование и выбор параметров упругого синхронизатора для вибровоз-
будителя направленного действия// Наук. праці ДонНТУ. Серія: "Гірничо-електромеханічна". Вип. 99. – До-
нецьк: ДонНТУ, 2005. – С.180-185.
5. Патент №70116 України. Вібраційний збудник // В.П. Франчук, В.А. Федоскін, С.В. Савлук./.-
№20031212575; заявлен 26.12.2003, Опубл. 25.06.2007, Бюл.№9, 2007р. – 3с.: ил.
6. С.В. Савлук. Динамика вибровозбудителя направленного действия, оснащеннного упругим синхрони-
затором.// Сборник науч. Тр. НГУ: Днепропетровск, 2009. -№33.- Т.1 –С.117-122.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33584 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:55:23Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Савлук, С.В. 2012-05-28T17:50:21Z 2012-05-28T17:50:21Z 2011 Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора / С.В. Савлук // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 95. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33584 622.74;621.928.235 Досліджено вплив зсуву центру мас короба грохота на режим сінхронно-сінфазного обертання валів його віброзбуджувача, оснащеного пружним синхронізатором, для випадків залипання грохотимого матеріалу і нерівномірної його подачі. Приведені адекватні залежності режимних характеристик від параметрів короба і віброзбуджувача. The results of research the parameters location of body center of screen and mode synchronous and synphase to motion shafts of vibrations aggregate are proposed. Sticky material screening and given unevenly is describe. Adequate dependence modes and description depend on parameters of body and vibrations aggregate. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора The mode synchronous and synphase to motion shafts of vibrations agregate to get linear vibrations to take into account rational location of shafts and use resilient synchronizer is provide Article published earlier |
| spellingShingle | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора Савлук, С.В. |
| title | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| title_alt | The mode synchronous and synphase to motion shafts of vibrations agregate to get linear vibrations to take into account rational location of shafts and use resilient synchronizer is provide |
| title_full | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| title_fullStr | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| title_full_unstemmed | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| title_short | Обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| title_sort | обеспечение режима синхронно-синфазного вращения валов вибровозбудителя направленных колебаний с учетом рационального положения осей его валов и использования упругого синхронизатора |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33584 |
| work_keys_str_mv | AT savluksv obespečenierežimasinhronnosinfaznogovraŝeniâvalovvibrovozbuditelânapravlennyhkolebaniisučetomracionalʹnogopoloženiâoseiegovaloviispolʹzovaniâuprugogosinhronizatora AT savluksv themodesynchronousandsynphasetomotionshaftsofvibrationsagregatetogetlinearvibrationstotakeintoaccountrationallocationofshaftsanduseresilientsynchronizerisprovide |