ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обеспечение требуемого размаха вибрации из "Вибрации в технике Справочник Том 4 " Размах вибрации исполнительного органа вибрационной машины — это, как правило, важнейший из задаваемых параметров, который должен быть обеспечен путем надлежащего выбора структурной схемы машины и тех ее параметров, варьирование которых допускается в устанавливаемых пределах. Чаще всего задают размах перемещения, но нередко — размах скорости или ускорения. Если при синусоидальной вибрации задана также и угловая частота ы, то безразлично, какая из амплитуд задана — перемещения х , скорости х,-, или ускорения исполнительного органа. [c.153] При задании размаха вибрации следует указывать допустимые погрешности его реализации. Если допустимые погрешности малы, а не поддающиеся достаточному контролю факторы, влияющие на размах, существенны, то может возникнуть необходимость специальных мер для поддержания постоянства размаха. [c.153] Во всех случаях, когда это допустимо, обычно предпочитают схематизировать вибрационную машину в виде системы с сосредоточенными параметрами. В такой системе при поступательной вибрации исполнительного органа все его точки имеют одинаковый размах. Иногда требуется обеспечить определенное распределение размаха вибрации по рабочей поверхности исполнительного органа, движение которого содержит не мепее одной угловой составляющей. [c.153] Если необходимо обеспечить многомерную вибрацию исполнительного органа, то задают соответствующее число составляющих поступательного и углового размаха вибрации. Встречаются случаи, когда недопустима реализация некоторых степеней свободы исполнительного органа и других инерционных элементов системы. Тогда задают максимально допустимые значения размаха этой паразитной вибрации. [c.153] У вибрационных машин с принудительным приводом исполнительный орган не имеет ни одной степени свободы, и размах его вибрации полностью определен параметрами приводного механизма (кривошипно-шатунного, кулачкового, эксцентрикового и т. д.). Машины с силовым, кинематическим, параметрическим возбуждением вибрации и с самовозбуждением являются динамическими системами. У них размах вибрации есть функция как от вынуждающего воздействия (кроме автоколебательных систем), так и от инерционных, позиционных и диссипативных сил, зависящих от ускорения, перемещения и скорости. [c.153] С целью установления зависимости размахов вибрации элв Ментов динамической системы от других ее параметров необходимо проинтегрировать дифференциальные уравнения движения этой системы. Точные и приближенные методы и процедуры интегрирования диф 1)еренц11альных уравнений, описывающих колебания, изложены в т. 1 для линейных систем и в т. 2 для нелинейных систем. Проиллюстрируем упомянутую зависимость простыми примерами. [c.153] Пусть вибрационная машина допускает схематизацию в виде линейной системы с постоянными параметрами и одной степенью свободы, определяемой координатой х исполнительного органа 1 (рис. I, а), масса которого т. Исполнительный орган совершает вынужденную вибрацию под действием периодической вынуждающей силы F t), имеющей период 2я/со, сил пружины 2 с коэф 1)11циентом жесткости с и демпфера 3 с коэффициентом сопротивления Ь. Пружина и демпфер могут моделировать взаимодействие исполнительного органа с обрабатываемой средой и другими частями машины. [c.153] Изменяя некоторые параметры, можно попытаться получить заданный размах. [c.154] При кинематическом возбуждении вибрации размах зависит от большего числа параметров, чем при силовом. Пусть вибрационная машина с кинематическим возбуждением имеет одну степень свободы, определяемую координатой х исполнительного органа I (рис. 2) с массой т, взаимодействие которого с обрабатываемой средой и другими частями машины представлено линейными пружиной 2 и демпфером 3. Возбуждение передается линейными пружиной 4 и демпфером 5 от поводка 6, периодическое движение г (t) которого задано. [c.155] Таким образом, в этом простейшем случае амплитуда зависит от семи параметров. [c.155] Из перечисленных требований одни могут противоречить другим. Поэтому надо пытаться находить компромиссные решения, а если это не удается, — изменить структурную схему машины. Например, стремление снизить размах вынуждающего воздействия, массу и размеры вибровозбудителя побуждает избрать околорезонанс-ный режим работы машины. Вместе с тем при таком режиме резко возрастает чувствительность размаха вибрации исполнительного органа к изменениям коэффициента сопротивления, частоты вибрации и других параметров. [c.155] Для схемы на рис. 1, а при вынуждающей силе (7) работа в дорезонансном режиме, когда ш (Оо. обеспечивает меньшую чувствительность амплитуды перемещения к изменению частоты вынужденной вибрации, чем работа при той же амплитуде перемещения в зарезонансной области, когда (о (Оо- Это следует из первого выражения (8). [c.155] Пусть исполнительный орган / (рис. 3) массой т, связан с неподвижной стойкой пружиной 2 с коэффициентом жесткости q. Необходимо сделать амплитуду исполнительного органа инвариантной по отношению к изменениям q и mj. С этой целью присоединим к исполнительному органу подсистему, состоящую из инерционного элемента 3 массой и пружины 4 с коэффициентом жесткости с . К инерционному элементу приложена вынуждающая сила (7). [c.156] Если исполнительный орган вибрационной машины должен совершать неодномерное движение, то задают либо размахи поступательных и угловых составляющих перемещения, либо эпюру распределения перемещений множества характерных точек исполнительного органа. Реализация заданного движения в зависимости от его характера и условий работы машины может быть осуществлена различными путями установкой на исполнительном органе нескольких вибровозбудителей, использованием вибровозбудителя, генерирующего как вынуждающую силу, так и вынуждающий момент, внецент-ренной установкой вибровозбудителя, надлежащим распределением упругих и диссипативных связей, введением добавочных структурных элементов, наложением некоторых жестких связей. [c.156] В качестве примера рассмотрим плоское движение исполнительного органа 1 (рис. 4, а) массой т, подвешенного на линейных пружинах 2,4,6 ц демпферах 3, 5, 7. Движение исполнительного органа представляет собой малую угловую вибрацию по синусоидальному закону в плоскости чертежа, а его центр массы О совершает синхронную с угловой прямолинейную вибрацию в вертикальном направлении с такой фазировкой, при которой эпюра перемещений горизонтальной центральной оси B fi имеет вид прямой линии А А , причем точка А остается неподвижной. Такую точку называют центром колебаний или нулевой точкой. [c.156] Для упрощения примем, что центр жесткости и центр демпфирования системы совпадают с центром массы главные оси жесткости и демпфирования совпадают с главными центральными осями инерции, две из которых расположены вертикально и горизонтально в плоскости чертежа. Тогда заданные вертикальная и малая угловая компоненты вибрации будут несвязанными и, следовательно, вертикальное перемещение центра массы и угол поворота исполнительного органа будут нормальными координатами системы (см. т. 1). [c.156] Реализовать заданное движение можно различными способами. Так, в надлежащих местах исполнительного органа можно установить два одновальных центробежных вибровозбудителя, генерирующих антифазно вращающиеся в одинаковом направлении вынуждающие силы различного модуля (см. гл. XIV). Вибровозбудители могут быть синхронизованы принудительно, а при выполнении определенных условий возникает их самосинхронизация с требуемой фазировкой (см. т. 2). [c.156] В формулах (19) — (22) масса, координата центра массы и момент инерции долж ны быть взяты для системы, включающей вибровозбудитель. [c.157] Зависимости (25) и (26) показывают, что когда линия действия вынуждающей силы проходит через точку D (см. рис. 4, а), то амплитуда л га = О и исчезает необходимость в динамическом виброгасителе. [c.158] В случаях большой протяженности исполнительных органов (например, у некоторых вибрационных конвейеров и вибрационных площадок для формования железобетонных изделий) или высокой частоты колебаний для обеспечения достаточно равномерного распределения размахов вибрации точек рабочих поверхностей необходимо рассматривать исполнительный орган как тело с распределенными параметрами. Л тоды такого рассмотрения стержней и пластин изложены в т 1, гл. 111. [c.158] Вернуться к основной статье