Спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом

Спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом, згідно з яким за фіксованих двох коливальних мас вимірюють значення їх інерційних параметрів Ω, а саме значення моменту інерції відносно власної центральної осі симетрії для крутильних коливань, або значення маси для прямолінійних коливань, встановлюють згідно з аналітичною залежністю значення інерційного параметра Ω третьої коливальної маси та визначають згідно з аналітичною залежністю значення жорсткості с1 на кручення при крутильних коливаннях або згин, чи стиск при прямолінійних коливаннях для пружної системи, що з'єднує активну та проміжну коливальні маси, який відрізняється тим, що за фіксованих проміжної та реактивної коливальних мас з інерційними параметрами відповідно Ωn та Ω p, значення інерційного параметра Ωа активної коливальної маси визначають за наступним виразом: 2 Корисна модель відноситься до області машинобудування - вібраційних машин і встановлює спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом, що може бути використаний для машин даного типу будь-якого призначення. Відомий спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом, згідно якого за фіксованих двох коливальних мас вимірюють значення їх інерційних параметрів W, а саме значення моменту інерції відносно власної центральної осі симетрії для крутильних коливань, або значення маси для прямолінійних коливань, 3 25771 4 встановлюють згідно аналітичної залежності знав електромагнітному віброзбуднику, який залишатиметься мінімально можливим і постійним, що чення інерційного параметру W третьої коливальної маси та визначають згідно аналітичної залежсуттєво знижує споживання електроенергії. Такий спосіб визначення параметрів повинен забезпечуності значення жорсткості c1 на кручення при вати простий та швидкий розрахунок тримасових крутильних коливаннях, або згин, чи стиск при механічних коливальних систем з синфазним рупрямолінійних коливаннях для пружної системи, хом коливальних мас і, як наслідок, саме виготовщо з'єднує активну та проміжну коливальні маси [Заявка на видачу патенту України №u200511812 лення таких конструкцій та їх налагодження повинно буде значно дешевшим. від 12.12.2005. МПК G01H1/00:B06B1/02, "Спосіб Поставлена задача вирішується тим, що сповизначення параметрів тримасової механічної косіб визначення параметрів тримасової механічної ливальної системи вібраційної машини з електроколивальної системи вібраційної машини з електмагнітним приводом" О. С. Ланець. Рішення про видачу 14.12.2006]. ромагнітним приводом, згідно якого за фіксованих двох коливальних мас вимірюють значення їх інеОднак, такий спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібрарційних параметрів W, а саме значення моменту ційної машини з електромагнітним приводом є інерції відносно власної центральної осі симетрії відносно складний, оскільки передбачає обов'яздля крутильних коливань, або значення маси для кову наявність в конструкції двох резонансних прямолінійних коливань, встановлюють згідно пружних систем, що з'єднують попарно активну та аналітичної залежності значення інерційного папроміжну, проміжну та реактивну коливальні маси. раметру W третьої коливальної маси та визначаКрім того цей спосіб обумовлює точне узгодження ють згідно аналітичної залежності значення жорстжорсткостей двох резонансних пружних систем та кості с1 на кручення при крутильних коливаннях, інерційних параметрів коливальних мас. За цих або згин, чи стиск при прямолінійних коливаннях умов проектування тримасових механічних колидля пружної системи, що з'єднує активну та промівальних систем з елементами синфазного руху жну коливальні маси, згідно корисної моделі за коливальних мас з використанням даного способу фіксованих проміжної та реактивної коливальних є ускладненим, як і саме виготовлення таких консмас з інерційними параметрами відповідно W n та трукцій та їх налагодження. W p, значення інерційного параметру W a активної В основу корисної моделі поставлена задача коливальної маси визначають за наступним вирастворення такого способу визначення параметрів зом: тримасової механічної коливальної системи вібра2 Wn æ 1 - z ö Wn + Wp ç ÷ ційної машини з електромагнітним приводом, який è ø Wа = , би передбачав відсутність в конструкції однієї з z 2 Wn + Wp - Wn резонансних пружних систем, що дозволило б спростити сам спосіб визначення параметрів. Поде z - резонансне налагодження двомасової мехаряд з тим необхідно, щоб залишались дотриманинічної коливальної системи, або за фіксованих ми усі принципи синфазного руху коливальних активної та реактивної коливальних мас значення мас, а саме синфазний рух проміжної і реактивної інерційного параметру W n проміжної коливальної коливальних мас, що рухаються в протифазі до маси визначають згідно виразу: активної маси. Це позбавляє впливу амплітуд коливальних мас на величину повітряного проміжку ( ( Wn = ( ) ) ) ( ) éæ 2ö 4 2æ 2 2ö 2 2ù êç1 - z ÷ Wa + Wp - z Wa + Wp - 2z ç Wa + Wp ÷ + Wa + Wp ú ø è ø ú - 2æ1 - z 2 ö êè û ç ÷ë è ø 1 або за фіксованих активної та проміжної коливальних мас значення інерційного параметру W p реактивної коливальної маси визначають за наступним виразом: Wnæ 1- z 2 ö (Wa + Wn ) ç ÷ è ø Wp = , 2 W + W -W z n p n значення жорсткості C1, визначають згідно виразу: 2 Wa Wn æ w ö c1 = ç ÷ , W a + Wn è z ø де w - колова частота вимушених гармонійних коливань збурюючого крутного момента для крутильних коливань, або сили для прямолінійних коливань, що виникає завдяки електромагнітним віброзбудникам і прикладається між проміжною та реактивною коливальними масами, а значення ( ( ) ) жорсткості с2 на кручення при крутильних коливаннях або згин, чи стиск при прямолінійних коливаннях для пружної системи, що з'єднує проміжну та реактивну коливальні маси, приймають як с2=0. Використання запропонованого способу значно спрощує спосіб визначення параметрів тримасової механічної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом за рахунок застосування ефекту «нульової жорсткості» в конструкціях з синфазним рухом мас, за якого одна з резонансних пружних систем, а саме та, що пружно зв'язує реактивну коливальну масу з проміжною, відсутня. Крім того, здійснення запропонованого способу значно спрощує розрахунок параметрів тримасової механічної коливальної системи, роблячи його швидким та простим і, як наслідок, суттєво здешевлює саме виготовлення таких конструкцій та їх налагодження. 5 25771 6 На Фіг. зображено динамічну схему тримасової 2 Jn æ 1 - z ö (Ja + Jn ) ç ÷ механічної коливальної системи вібраційної маè ø Ja = , шини з електромагнітним приводом в якій реалізоz2 (Ja + Jn ) - Jn вані крутильні коливання, де 1, 2, 3 - відповідно Задаються коловою частотою вимушених коактивна, проміжна та реактивна коливні маси з ливань w, з якою збуджують коливання за допомомоментами інерції відносно власних осей симетрії гою електромагнітних віброзбудників під дією гарJa, .Jn та Jy; 4, 5 - пружні системи відповідно з жормонійного крутного момента, що прикладаються сткостями на кручення с1 та с2, що попарно з'єдміж проміжною 2 та реактивною 3 коливальними нують між собою відповідно активну та проміжну, масами. Значення жорсткості c1 на кручення пружпроміжну та реактивну коливальні маси, 6 - віброіної системи 4, що з'єднує активну 1 та проміжну 2 золятори з жорсткістю С із. коливальні маси, визначають як: Для механічної коливальної системи з прямолінійними коливаннями схема повністю ідентична. 2 J J æ wö Розглядаючи для спрощення тільки крутильні коc1 = a n ç ÷ , Ja + Jn è z ø ливання, де розрахунок для прямолінійних здійснюється абсолютно аналогічно, спосіб визначення а значення жорсткості с2 на кручення пружної системи 5, що з'єднує проміжну 2 та реактивну 3 копараметрів тримасової механічної коливальної ливальні маси приймають як с2=0. системи вібраційної машини з електромагнітним приводом здійснюють так. Досягнути значення с2=0 на практиці не реаНехтують жорсткостями сіз віброізоляторів 6, льно та і немає необхідності. Це є ідеалізоване на які опирається уся механічна коливальна сисзначення і вказує на те, що пружна система 5 не є резонансною, а її жорсткість вибирається якомога тема вібраційної машини з електромагнітним применшою, щоб хоч якось пов'язати реактивну коливодом. Нехтують коефіцієнтами в'язкого опору m1, вальну масу 3 з рештою конструкції. В реальних m2, та m3 , які є пропорційні швидкості і відображаконструкціях можна використати м'які гумові проють явище гістерезису в пружних системах 4, 5, та кладки, на яких реактивна коливальна маса 3 підкоефіцієнтом mа, що описує в'язкий опір руху активішуватиметься до проміжної маси, практично не вної коливальної маси 1 (в даному випадку робовпливаючи на динаміку механічної коливальної чого органу), викликаний тертям деталей між сосистеми. В деяких випадках вигідно реактивну бою, та їх тертям об поверхню робочого органу. коливальну масу 3 віброізолювати окремо до осФіксуються дві коливальні маси з трьох. Якщо нови. фіксується проміжна 2 та реактивна 3 коливальні За даного способу визначення параметрів маси, вимірюють значення їх моментів інерції відпружна система 4 виступає в ролі резонансної, повідно Jn та Jp відносно власних центральних оскільки вона визначає резонансне налагодження осей симетрії. Це можна здійснити експериментатримасової механічної коливальної системи і знальне, або ж за допомогою розрахунків. чення її жорсткості c1 на кручення повинно бути Приймають загальне резонансне налагодженстрого витримано. В свою чергу, пружна система 5 ня механічної коливальної системи z, яке рекомевиконує роль віброізоляційної, оскільки віброізондується вибирати з діапазону z=0,96...0,99. лює якірну масу відносно усієї механічної коливаВизначають значення момента інерції Ja актильної системи. Значення жорсткості с2 не потребує вної коливальної маси 1 відносно власної центрастрогого дотримання параметру жорсткості. Голольної осі симетрії визначають згідно наступного вне, щоб гумові прокладки були м'якими, а отже виразу: виконувалась умова с2®0. Не значне значення 2 Jn æ 1 - z ö Jn + Jp ç ÷ жорсткості пружної системи 5 практично не вплиè ø Ja = , ває на роботу тримасової механічної коливальної 2 J +J -J z n p n системи, а за даного способу визначення параметрів, це значення взагалі не використовується в Якщо фіксується активна 1 та реактивна 3 корозрахунках. Це однозначно спрощує самі розраливальні маси, вимірюють значення їх моментів хунки та виготовлення тримасових конструкцій. інерції відповідно Jа та Jу відносно власних Тримасова механічної коливальної системи, в центральних якій збуджують крутильні коливання в горизонтаосей симетрії, а значення момента інерції Jn льній площині xy під дією збуджувального крутного проміжної коливальної маси 2 відносно власної моменту M(t) буде здійснювати крутильні коливанцентральної осі симетрії визначають згідно наступного виразу: ня за узагальненими координатами відповідно j1, j2 та j 3, причому проміжна 2 та реактивна 3 колиé 1- z2 (Ja + Jp ) ù 1 ú, вальні маси рухатимуться синфазно і в протифазі Jn = =ê 2 - 2 1 - z 2 ê- z 4 (Ja + Jp )2 - 2z 2 Ja + J2 + (Ja + Jp )2 ú до активної коливальної маси 1. ê p ú ë û Таким чином, використання запропонованого Якщо фіксується активна 1 та проміжна 2 коспособу визначення параметрів тримасової мехаливальні маси, вимірюють значення їх моментів нічної коливальної системи вібраційної машини з інерції відповідно Ja та Jn відносно власних електромагнітним приводом, що базується на центральних осей симетрії, а значення момента ефекті «нульової жорсткості», значно полегшує інерції Jp у реактивної коливальної маси 3 відносвизначення її параметрів, оскільки відсутня друга но власної центральної осі симетрії визначають резонансна пружна система 5, де на її місці мозгідно наступного виразу: жуть використовуватись м'які гумові прокладки, а що саме головне, запропонований спосіб дозволяє ( ( ( ) ) ) ( ) ( ) 7 25771 розраховувати тримасові механічні коливальні ленні та налагодженні. системи, які є значно простіші, дешевші у виготов Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський Підписне 8 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601