Кириленко 1

реклама
УДК 621.867
СОСТАВЛЕНИЕ И АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ВИБРОПИТАТЕЛЯ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ
Кириленко И.В., специалист; Гутаревич В.О., к.т.н.. доцент
(Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина)
Уравновешенные двухмассные вибротранспортные машины получили
широкое применение в различных отраслях промышленности в виде конвейеров,
грохотов и питателей. Особенностью этих машин является то, что обе
колеблющиеся массы могут являться рабочими транспортирующими органами [1].
Использование обеих масс в качестве грузонесущих органов вызывает
необходимость иметь равные амплитуды колебаний верхней и нижней массы. Это
требование приводит к необходимости того, чтобы массы обоих грузонесущих
органов были одинаковы, благодаря чему уменьшается общая масса машины и
вдвое увеличивается ее производительность [2].
Для получения дифференциальных уравнений движения системы положим
в уравнениях, составленных для схемы с опорными упругими связями с2 = 0 [3].
m1 x1   (c01  c12 )( x1  x 2 )  (c01  c12 )( x1  x2 )  c01 x 0  c01 x0 ;

 (1)
m2 x2   (c01  c12 )( x1  x 2 )  c2 x 2  (c01  c12 )( x1  x2 )  c2 x2  c01 x 0  c01 x0 
где   коэффициент внутренних сопротивлений при деформации осевого
сжатия упругой связи;
О1, О2 - центры тяжести соответственно грузонесущего органа и рамы;
m1, m2, - приведенные массы соответственно грузонесущего органа и рамы
относительно их главных центральных осей O1 и O2;
c01, c12, - приведенные динамические жесткости соответственно упругих
связей привода и основных упругих связей;
х1, х2 - абсолютные перемещения соответственно центров тяжести
грузонесущего органа и рамы;
х0 – перемещение конца шатуна эксцентрикового механизма относительно
рамы.
Тогда при с2 = 0 система примет вид:
m1 x1   (c01  c12 )( x1  x 2 )  (c01  c12 )( x1  x2 )  c01 x 0  c01 x0 ; 

m2 x2   (c01  c12 )( x1  x 2 )  (c01  c12 )( x1  x2 )  c01 x 0  c01 x0 
(2)
Складывая оба уравнения системы (2), получим
m1 x1  m2 x2  0,
(3)
x2
m
  1  k
x1
m2
(4)
откуда
Вычитая из первого уравнения системы (2) второе и производя замену
переменных с помощью соотношений (3) и (4) при х0 = r sin t , получим
mx   (c01  c12 ) x  (c01  c12 ) x  P cos(t   0 )
1
(5)
Приведенная масса системы:
m
m1
m1m2

;
1  k m1  m2
Амплитуда возмущающей силы невозмущенной систем
(6)
P  rc01 1   2 2 ;
где r - эксцентрицитет приводного вала;
ω - угловая скорость вращения приводного вала.
Угол сдвига фаз между этой возмущающей силой и возмущающим
перемещением х0
 0  arctg
1

.
(7)
Таким образом, рассматриваемая двухмассная система свелась к
эквивалентной одномассной системе, состоящей из приведенной массы т,
основных упругих связей cl2 и упругого привода с жесткостью c01.
Деля уравнение (5) на т, получим
x  p 2 x  p 2 x  P0 cos(t   0 ),
(8)
где собственная частота двухмассной системы (или эквивалентной
одномассной системы)
p
P0 
(c01  c12 )( m1  m2 )
;
m1m2
(9)
P
- амплитуда возмущающей силы, отнесенная к единице массы.
m
Частное решение уравнения (8), соответствующее установившемуся процессу
вынужденных колебаний, может быть получено обычным способом и будет иметь
вид
x  A cos(t   0   ),
(10)
где амплитуда перемещения массы т1 относительно массы m2
A
P0
( 2  p 2 ) 2   2 p 4 2
(10а)
;
угол сдвига фаз между относительным перемещением и возмущающей силой
p 2
  arctg 2
.
p 2
(10б)
1
2
При равных массах амплитуды колебаний будут A1  A2  A и, согласно
выражению (9), собственная частота системы найдется как
p
2(c01  c12 )
.
m1
Из этого выражения следует, что для получения резонансных колебаний в
двухмассной системе с равными массами т1 и m2 необходима в 2 раза меньшая
жесткость упругих связей, чем в одномассной системе, имеющей массу
грузонесущего органа т.
2


100
50
200
Рисунок
Секция
202Т
M
R
~3РЕN,
(t)
1в11
3–
-1
10
20
Ионы
v
F
TA
3I
Яч.№59
35Т
Яч.№72
Яч.№74
Яч.№76
IЯч.№80
16
14
12
10
8
6
4
2.5
2
1.5
0
-0.5
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Мембрана,
Канал
Гц
+
12
11
I6
510
7
8
4
3
2
1
9
U
f/f
0,8
0,6
0,4
0,2
давление
fкН/м
E
30
20
10
напряжен
МВ/м
скорость
/v
Ікв/Іф.п.
ТЗЛМ
K1
K2
VC1
1давление
R̂
М1
Мn

Рисунок
Рисунок
Рисун
R2
а
б
724536tB
t˚
R1
εIβ
1/R
М
VT2
VT1
VD
R3
cВРи
C
М,

,
12Э

δ=
δmin
2Элемент
Э
δδmaх
С
at,
a10
коммутаторо


.
Загальний
Втрати
ТДНГ220/380
В,
кВ
X
мембране
«ротора»
«статор»
Q
IBM
PC
кабi
кабn
(плата

ность
CН3
TV
2сунок
пазовая
11–-ок
Схема
1 Гц
–1–
3 – 2.
о.е.
4700
м
Lвигляд
електроене
10000/110/3
50
4000
электриче
154)
Модель
биологич
Характер
Дискови
Схемати
Принцип
Схема
часть
Динамич
Полная
Структур
Эпюра
Схема
–
інтерфейсу
ргії
,15
в
Блокского
створеної
Україні
вибрацио
еского
истики
й
чне
ова
приєднан
обмотки
еская
модель
на
напряже
питания
ротор
схема
Работа,
поля
схема
моделі
вибрацио
нного
электрод
биологич
магнітоп
ІПЕВТ:
зображен
схема
ня
статора;
тепловая
системы
моделі
секции
нно- 31 П
Epo
Io
1/Rao
Uy
1
Kt*i
2
kc*w
3
1e-3
2BO
p
1
c/K
1/K
1/La
L
K
T


C
Т *U
АЦП
*.p+1
3U
AO
А0
В
кабi
кабn
Д
С
112
0
С
УП
P
УП
ИсICO
Присв
ячуєть
ся 75совершаемая возмущающей силой привода за один цикл колебаний,
річчю
затрачивается на гистерезис в упругих связях машины, т. е. на восполнение потерь
пристр
нного
электрог
вигателя.
еского
–ровід
ня
пристро

схема
«квазича
СС.
деформи
диск,
кВ изэнергии,
2– р рассеянной в этих связях за один цикл колебаний.
кафед
ою
электрог
енератор
электрод
-зубчасто
ІПЕВТ
ю
лобовая
замещен
стотный
осциллог
рованног
лопаті
до
з иФормула для подсчета работы, совершаемой за цикл колебаний, в функции
ри
діагно
аенератор
вигателя:
ю
дискови
блокуван
бортової
часть
ия
преобраз
рафирова
АД
о параметров
с
н
движения системы:
а:
поверхне
м
ня
мережі
обмотки
термодет
ователь
состояни
астуван
ния
– – ц
«Гірни
(11)
W  c r ( A cos  A cos ).
авнешние;
ю
ротором
стартера
автомобі
статора;
ектором
асинхрон
параметр
–ня
я
.
и
ча
сдвигов фаз между возмущающими
    ;  схема
  системи
  углы
Рисунокпгде
2–
Узагальнена
регулювання
бклеевого
внешняя,
типу
ля

ный
–режим
–ов
шатуна привода
x и перемещениями
x и x .
елект
швидкості
з використанням
спостерігача
стану.
мощност
б
„Сандвіч
обмотка
двигател
режима
-стыкаперемещениями
о
ів
ьротех
регулиро
”:
ротора;
ь»
работы
в1 і 2 – вПри втором резонансе двухмассной системы (а также при резонансе системы
роботи– опорных
упругих связей) значения углов сдвига фаз    и   0 . В этом
зависимо
вочная.
дискові

двигател
нікабез
і а
стиасинхр
магнітоп
зубцы
от
я случае W достигает максимального значения
автом
(11а)
W    c  r  ( A  A ).
нагрузки.
роводи
статора;
сетевого
онних з с
атика
зубчасто

насоса – хПо упрощённой схеме работа вычисляется:
двигун
ю ім.
корпус
№3
е
W    c  r  A.
(11б)
ів:
будовою
статора
м
Поскольку мощность, необходимая для поддержания колебаний,
Р.М.
прилегли
над
а
1
–
W
2
определяется как N 
(T
- период одного цикла колебаний), то с учетом
хЛейбов
пакетом
T

блок
а» формулы
поверхон
а
(11)
часови
ь;
статора;
3
і
4
н
1
ДонНТ
х
N  c r ( A cos  A cos ).
(12)
радіальні

– а
2
У
позиціі л
зубці
корпус
01
1
1
0
2
2
1
2
2
1
0
0
1
2
1
max
01
max
1
2
2
1
2
01
01
2
1
По упрощённой схеме мощность вычисляется по формуле:
й; 2 – о
статора
пази
1
N   c 01  r    A.
(12а)
магнітоп
над
г
блок
2
роводів;
лобовым
виявле аИз формул (11), (11а) и (12) видно, что в резонансном режиме при данных
5 ння исходных
и
–
параметрах системы и частоте энергия и мощность пропорциональны
дисковий
л
сумме амплитуд колебаний масс.
ушкод
ротор
частями
яВ итоге на основании проведенных исследований получена математическая
жень
типу модель,
обмотки
м позволяющая определять работу, совершаемую возмущающей силой
кіл привода
„Сандвіч
статора;
б за один цикл колебаний и мощность, необходимую для поддержания
”; датчик

6 колебаний.
– д
Анализ приведенной математической модели показал рациональное
шар
зубцы
ів сочетание
та а
параметров для правильной работы вибропитателя с электромагнитным
провідни
статора;
приводом.
номер
кового

– д
Перечень ссылок
у
немагніт і
корпус
аварій
ного
статора
о1. Потураев В. Н., Франчук В. П., Червоненко А. Т. Вибрационные
ного
матеріал
над
д
транспортные
машины, - М.: Машиностроение, 1964. – 272 с.
двигун
у
пакетом
а2. Гончаревич И. Ф. Вибротехника в горном производстве. – М.: Недра, 1992.
а; 3– –319 с.
статора;
3. Гончаревич И.Ф., Фролов К.В. Теория вибрационной техники и
блок
 сигнал
–
технологии.
– М.: Наука, 1981. – 320 с.
корпус
ізації й
статора
надзахист
у від
лобовым
и анорм
3
альних
частями
режим
обмотки
Скачать