ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вибротранспортирование из "Колебания Издание 3 " Представьте себе неподвижны желоб (лоток) с прямолинейной осью, загру/кенный каким-либо сыпучим или кусковым материалом (песком, камнями), либо штучными деталями (винтадш, гайками и т. п.). Для того чтобы загрузка стала скользить вдоль лотка, необходимо, чтобы ось лотка составляла некоторый достаточно большой угол с горизонтом (больший угла трения) если угол наклона лотка будет меньше угла трения, то загрузка будет оставаться неподвижной. [c.161] Этот довольно заурядный эффект действия вибраций нашел и вполне серьезное применение в современной технике. О его использовании при опорожнении бункеров уже было упомянуто выше, но также с помощью вибрирования быстро, и притом полностью, опорожняются железнодорожные вагоны и платформы с сыпучими грузами, причем вагону или платформе предварительно придается небольшой (около 10°) наклон в сторону разгрузки. [c.162] В этих примерах общая ориентация движения загрузки предопределяется наклоном лотка. Однако однонаправленное скольжение загрузки может быть создано и в тех случаях, когда ось лотка строго горизонтальна. Существует несколько способов достижения нужного результата. [c.162] Горизонтальная сила инерции пропорциональна ускорению лотка, но направлена в противоположную сторону, т. е. следует закону, показанному на рис. 64, г. Здесь видно, что длительные этапы, соответствующие малым значениям силы инерции, чередуются с кратковременными этапами, которые характеризуются большими значениями этой силы. На длительных этапах, когда сила инерции мала и не может преодолеть сцепление между лотком ж загрузкой, загрузка движется вместе с лотком. Но па кратковременных этапах сила инерции велика и способна преодолеть трение за один такой этап происходит не- большое проскальзывание элементов загрузки — конечно, в ту сторону, в которую направлена сила инерции. Такие небольшие смещения будут от цикла к циклу постепенно накапливаться, и образуется в среднем однонаправленное движение. Именно на это нацелен показанный на рис. 64, а закон движения лотка. [c.163] На этом основан отличный от предыдущего и особенно широко применяемый в практике способ впбротранс-портирования. На рис. 65 показаны два варианта ориентации гармонических колебаний лотка, которым соответствуют и два направления скольжения загрузки. [c.164] В любой момент движения направление ускорения произвольной точки лотка противоположно ее отклонению от среднего положения (это общее свойство гармонических колебаний), а следовательно, направление силы инерции все время совпадает с направлением отклонения в первом полупериоде — на северо-восток , во втором полупериоде — на юго-запад . Соответственно этим полу-периодам на рис. 66 показаны две схемы сил, определяющих относительное движение (или относительный покой) элемента загрузки силы тяжести 6 , сила инерции X, нормальная реакция лотка и сила трения Р Здесь мы считаем, что интенсивность колебаний не слишком велика и элемент загрузки не отрывается от лотка (впрочем, в некоторых системах движение загрузки происходит с подскоками). Если эти схемы понятны читателю, то дальнейшие рассуждения покажутся ему совсем простыми. [c.164] Таким образом, в каждом цикле происходит скольжение элемента загрузки в правую сторону —этим и создается нужный эффект вибротранспортирования. Необходимая асимметрия, о которой мы упоминали выше, возникает из-за вертикальной составляющей силы инерции — уменьшая предельную силу трения на одном полунерио-де, она увеличивает ее на втором. Рассуждая так же, легко понять, почему в схеме на рис. 65, а скольжение загрузки происходит в левую сторону ). [c.165] На описанных эффектах основано действие горизонтальных виброконвейеров, которые нашли применение в строительном деле, горнорудной промышленности и в некоторых других производственных отраслях (даже в кондитерском производстве). Иногда виброконвейеры выполняются в виде закрытой трубы — они особенно удобны для перемещения пылящих, горячих или токсичных материалов. Длина осуществленных виброконвейеров доходит до 25—30 м, а их часовая производительность измеряется сотнями тонн перемещенного материала. [c.166] Для лотка, установленного не горизонтально, а под некоторым углом к горизонту (рис. 67,а), рассуждая как и выше, можно установить, что при надлежаще заданных колебаниях возникает скольжение загрузки вверх по лотку. Для наблюдателя, который пе знаком с существом-дела, этот эффект выглядит особенно удивительно. Таким образом, с помощью виброконвейеров можно транспортировать материал не только в горизонтальном направле-НИИ, по одновременно и по вертикали вверх. [c.166] Положим теперь, что трубе заданы гармонические поступательные колебания в горизонтальном направлении. Тогда возникнет переменная во времени сила прижатия тела поочередно то к одной, то к другой стенке трубы. При прохождении трубой среднего положения эта сила равна нулю, затем она возрастает и достигает максимума в те моменты, когда труба находится в одном из крайних положений. Понятно, что в этих условиях сила трения будет несколько замедлять падение тела и, возможно, даже приостанавливать его на некоторых прол1е-жутках времени в этих промежутках тело будет покоиться относительно трубы. В целом движение будет состоять из последовательности однотипных циклов, в каждом из которых имеется один промежуток относительного покоя и один промежуток падения. [c.167] Теперь представим себе, что на описанную картину наложены периодические поступательные колебания трубы в вертикальном направлении. Закон этих колебаний задан с таким расчетом, чтобы в каждом промежутке относительного покоя тела труба перемещалась вверх, а в каждом промежутке падения тела она перемещалась вниз,— и притом иа большее расстояние, чем успеет пройти падающее тело. Тогда за один цикл тело сместится вверх относительно трубы, а в последовательной серии таких циклов осуществится неравномерный, но в среднем ориентированный вверх процесс вибротранспортирования. [c.167] Конечно, практическая реализация этой идеи виброподъема может натолкнуться на трудности создания нужных колебательных режимов, и из-за этих трудностей разумный инженер, возможно, вернется к более обычным средствам вертикального подъема. Тем не менее, в отдельных случаях описанная схема оказывается предпочтительной. [c.167] Вернуться к основной статье