ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электромагнитные вибровозбудители (К. Ш. Ходжаев) из "Вибрации в технике Справочник Том 4 " В предыдущих параграфах вопросы динамики центробежных вибровозбудителей рассмотрены в предположении постоянства угловой скорости со вращения дебалансов или обкатки бегунков, а следовательно, неавтономности представляемой вибровозбудителем системы. В действительности же центробежные вибровозбудители в большинстве случаев представляют собой автономные системы, поскольку вращение дебалансов или обкатка бегунков не поддерживаются извне жесткими связями, обеспечивающими заданный закон изменения угловой скорости в зависимости от времени, в частности постоянство угловой скорости Поэтому в реальных условиях угловая скорость вращения дебалансов или обкатки бегунков остаегся постоянной только в специальных случаях. [c.249] Часто колебания угловой скорости малы, и их можно не принимать во внимание, но ряд задач динамики центробежных вибровозбудителей принципиально не может быть решен без учета степеней свободы, соответствующих вращению дебалансов или обкатке бегунков. Функционирование супергармонического центробежного вибропривода основано на надлежащим образом усиленной неравномерности вращения дебалансов или обкатки бегунков. [c.249] Неравномерность движения несбалансированного относительно оси собственного вращения бег нка вызывается еще и непостоянством моментов силы инерции бегунка относительно его оси собственного вращения и оси обкатки. [c.250] К — полные эллиптические интегралы первого рода. [c.250] Следовательно, на среднюю угловую скорость м дебаланса, вращающегося все время в одном направлении, наложен бесконечный ряд составляющих, определяемых рядом Фурье, содержащим все гармоники частоты, равной средней угловой скорости, причем амплитуды гармоник быстро понижаются с ростом их номера. Обычно у центробежных вибровозбудителей вызванные рассмотренной причиной колебания угловой скорости дебаланса невелики. Так, при й = 0,1 и со = 300 с отношение амплитуды наибольшей первой гармоники к ш составляет около 0,0025. Однако при уменьшении со в 5 раз это отношение примерно равно 0,07, а при уменьшении со в 8 раз оно примерно равно 0,25. На рис. 9, б сплошной кривой в полярных координатах представлена зависимость ф = ф (ф), штриховой окружностью обозначен уровень ф со. [c.250] Следовательно, угловая скорость дебаланса представ тяет собой сумму постоянной составляющей (среднего значения) и бесконечного ряда четных гармоник, а ускорение корпуса — бесконечный ряд нечетных гармоник. Амплитуды гармоник быстро убывают с ростом их номера. В обычных случаях довольно малы амплитуды наинизшей гармоники угловой скорости и третьей гармоники ускорения корпуса. На рис. 9, в сплошной кривой в полярных координатах изображена зависимость Ф = Ф (ф)- Штриховой окружностью обозначен уровень ф = оз. В данном случае (в противоположность рис. 9, б) угловая скорость является четной функцией угла поворота дебаланса. [c.251] Зависимость (44) — приближенная. Для получения более точных результатов необходимо интегрировать систему совокупных дифференциальных уравнений движения корпуса и дебаланса с учетом характеристики двигателя. После каждого удара дебалансы под действием двигателя вновь ускоряют свое вращение, а их угловая скорость, кроме того, совершает колебания, вызванные ускорениями оси вращения и действием силы тяжести. [c.252] Следовательно, супергармонический вибропривод можно рассматривать как устройство для создания полигармонической вибрации или как умножитель частоты, обеспечивающий высокую частоту вибрации исполнительного органа при в несколько раз более низкой частоте вращения дебаланса. Последнее обстоятельство способствует повышению надежности машины, снижению ее шума и потерь энергии в подшипниках. [c.253] Здесь ф — угол поворота дебалансов от направленной вправо горизонтальной оси точки над функциями обозначают дифференцирование по т. [c.253] Амплитуда третьей гармоники пропорциональнл а и амплитуде первой гармоники 1а. Следовательно, имеются три возможности увеличения амплитуды третьей гармоники. Первая из возможностей состоит в увеличении параметра а, что можно достигнуть путем перехода к дебалансам удлиненной формы и повышенной плотности и оптимизации формы поперечного сечения, рассмотренной в следующем параграфе. Вторая возможность — это настройка системы на резонанс в окрестности у = 1 и третья возможность — настройка на резонанс в окрестности = 3. [c.254] Для частичного преодоления указанных недостатков можно перейти к имеющей три степени свободы системе, показанной на рис. 11,6, где дополнительно введено тело 4. Здесь можно надежно виброизолировать не показанную на схеме опору и получить большее значение при резонансе в окрестности 7 , = 3. Исполнительный орган машины можно присоединить как к корпусу, так и к дополнительному телу. Обе рассмотренные схемы имеют значительный недостаток при большой массе исполнительного органа и настройке на резонанс в окрестности 7 = 3 амплитуда первой гармоники становится малой, что снижает и пропорциональную ей амплитуду третьей гармоники. [c.254] Гораздо лучшие возможности предоставляет центрированная система с четырьмя степенями свободы, приведенная на рис. И, в, где шарнир маятникового вибровозбудителя 5 связан с телом 7, а последнее пружиной 2 соединено с телом 4. Здесь вторая гармоника колебаний угловой скорости дебаланса, определяющая третью гармонику вибрации тел 7 и 4, почти не зависит от масс этих тел. Вибрация тел 7 и 4 содержит, кроме первой и третьей гармоник, также и вторую, порождаемую качаниями маятника, гармонику, которая в более простои системе была определена (20). [c.254] Необходимость нахождения наиболее выгодных форм поперечного сечения дебалансов возникает при решении ряда задач динамики и конструирования центробежных вибровозбудителей. В одних случаях следует минимизировать габаритные размеры или массу центробежного вибровозбудителя. В других случаях стремятся ускорить переходные режимы работы вибрационной машины с целью снижения раз-махов колебаний при переходе через промежуточные резонансы или обеспечения достаточно быстрого пуска с помощью двигателя, не развивающего большого пускового момента, а также в связи с требованиями технологического процесса, выполняемого машиной. Встречаются случаи, когда необходимо усилить или, наоборот, ослабить неравномерность вращения дебалансов в установившихся режимах. Усиления неравномерности требуют, например, при создании супергармонического центробежного вибропривода, а ее ослабления — при разработке ударно-вибрационных машин, в которых скачки угловой скорости дебалансов, определяемые (43), ухудшают условия работы двигателей. [c.254] Значения а, г, I могут быть определены на основании дополнительных условий. [c.255] Следовательно, для достижения экстремума критерия X часть контура поперечного сечения дебаланса должна быть прямой (49), удаленной от оси вращения на расстояние а. Остальную часть контура определяют накладываемые ограничения. Обычно ограничивают радиальный размер полости, описываемой наиболее удаленной от оси вращения образующей дебаланса. Заштрихованный контур на рис. 12, а обеспечивает max X, а контур на рис 12, б — min X. На рис. 12 точка О — ось вращения дебаланса. [c.255] Для достижения экстремума критерия ц контур поперечного сечения дебаланса должен представлять собой окружность (50) радиуса г, проходящую через ось вращения дебаланса. Заштрихованный контур на рис. 12. в обеспечивает max jx, а на рис. 12, г — mill jx при радиусе 2г полости. [c.255] Для достижения экстремума критерия о.- контур поперечного сечения дебаланса должен Представлять собой окружность (51) радиуса г, центр которой удален от оси вращения па расстояние I г. Заштрихованный контур па рис. 2, д обеспечивает max а , а на рис. 12, й — mina при радиусе / + г полости. [c.256] Вернуться к основной статье