Імітаційне моделювання роботи вібраційного грохота, що працює в резонансному режимі

В. Яцун, О. Почужевський, В. Тищенко
Отримано 19.05.2021, Доопрацьовано 10.10.2021, Прийнято 19.11.2021, Опубліковано 17.12.2021
Анотація

Дослідження процесу збудження двочастотних резонансних вібрацій короба грохоту пасивними автобалансирами. Створено імітаційну модель модернізованого грохоту інерційного, у якому в якості віброзбудника використовується кульовий автобалансир, що дозволяє створювати двочастотні резонансні вібрації. Був виділений ряд основних параметрів, що впливають на стійкість двочастотних резонансних вібрацій. Установлено, що області існування двочастотних резонансних вібрацій мають великі межі, що дозволяє змінювати характеристики двочастотних резонансних вібрацій зміною багатьох параметрів. Зроблено висновок про можливість отримання позитивного ефекту від заміни інерційного віброзбудника на двочастотний резонансний. Дослідження проводилися з використанням комп'ютерної САПР Solidworks для створення імітаційної моделі і модуля Cosmos Motion для моделювання динаміки вібромашини. Обробка отриманих даних проводилась в системі комп'ютерної алгебри Mathcad. Визначені області зміни основних параметрів, що забезпечують швидке і гарантоване настання двочастотних резонансних вібрацій. Сформульовані та перевірені припущення щодо дії механізму виникнення двочастотних резонансних вібрацій. Поєднання переваг резонансної вібромашини із двочастотним віброзбудником дозволить одержати енергоефективну машину з підвищеною продуктивністю. Методика імітаційного моделювання, реалізована для вібраційного грохоту, може бути використана й для інших вібраційних машин. В розробленій імітаційній моделі, що має ідентичні геометричні, масово-інерційні параметри й повністю відповідає натурному грохоту, установлено, що в широкій області зміни параметрів системи гарантовано наступають двочастотні резонансні вібрації. До цих параметрів віднесено: масу короба, масу коригувальних вантажів, масу дебалансу, частоту обертання дебалансу, жорсткість опор та сили в’язкого опору. Збільшення маси короба сприяє зменшенню нижчої частоти коливань. При цьому коригувальні вантажі автоматично підлаштовуються під зміну маси короба. Збільшення маси коригувальних вантажів прямопропорційно сприяє збільшенню амплітуди повільних коливань короба. Збільшення маси дебалансу в корпусі автобалансира прямопропорційно збільшує амплітуду швидких коливань короба. Збільшення частоти обертання ротора прямопропорційно збільшує швидкість швидких коливань короба. Був визначений ряд параметрів, що впливають на значення амплітуди повільних коливань.

Ключові слова:
резонанс; двочастотний віброзбудник; дебаланс; автобалансир; грохот; імітаційне моделювання

Взято з Том 19, № 2, 2021

Сторінки 35–40

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Благов, И. С. Справочник по обогащению углей [Текст] / ред.: И. С. Благов, А. М. Коткин, Л. С. Зарубин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1984 г. – 614 с.
  2. Ланець, О. С. Модернізація одно— та двомасових резонансних вібраційних машин з інерційним приводом [Текст] / О. С. Ланець, В. М. Гурський, Я. В. Шпак // Ж.: Вібрації в техніці та технологіях. — 2011. — № 4 (64). — С. 39-43.
  3. Гурський, В. М. Аналіз електромеханічних характеристик резонансних вібраційних систем [Текст] / В. М. Гурський, Я. В. Шпак // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. — 2011. — Вип. 45. — С. 192–198.
  4. Шевченко, Г. А. Поличастотные грохоты для разделения тонких сыпучих материалов [Текст] / Г.А. Шевченко, В.Г. Шевченко, А.Р. Кадыров // Збагачення корисних копалин: наук.-техн. зб., 2009. — Вип. 36 (77) – 38 (79).
  5. Артюнин, А. И. Исследование автоматической балансировки ротора в форме цилиндра, жестко установленного в корпусе на упругих опорах [Текст] / А.И. Артюнин, О.Ю. Суменков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, no. 4 (64), 2019, с. 13-19.
  6. Somerfeld A. Beitrage zum dinamishen Ausbay der Festigkeslehre [Text] //Zeitschriff des Verins Deutsher Jngeniere, 1904. Bd. 48(18). P. 631–636.
  7. Пирогов В.В. Особливості зрівноваження маятниками обертового несучого тіла в ізольованій системі: автореф. дис. ... канд. фіз.-мат. наук: 01.02.01 / В.В. Пирогов; НАН України, Ін-т механіки ім. С.П. Тимошенка — К., 2014. — 20 с.
  8. Філімоніхін, Г. Б. Зрівноваження і віброзахист роторів автобалансирами з твердими коригувальними вантажами [Текст] / Г. Б. Філімоніхін. Монографія. – Кіровоград: КНТУ, 2004. – 352 с.
  9. Lu, Chung-Jen & Wang, Ming-Cheng & Huang, Shih-Hsuan. (2009). Analytical study of the stability of a two-ball automatic balancer. Mechanical Systems and Signal Processing. 23. 884-896. 10.1016/j.ymssp.2008.06.008.
  10. Артюнин, А.И. Об особом режиме движения жесткого ротора с упругими опорами и маятниковыми автобалансирами [Текст] / А.И. Артюнин, Г.Г. Алхунсаев // Известия выс. уч. завед. 2005. № 10. С. 8-14.
  11. Artyunin, A.I., Barsukov, S.V., Sumenkov, O.Y. Peculiarities of Motion of Pendulum on Mechanical System Engine Rotating Shaft. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2020. P. 649–657. doi: https://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-22041-9_70
  12. Neyman L. A., Neyman V. Y. Dynamic model of a vibratory electromechanical system with spring linkage, 2016 11th International Forum on Strategic Technology (IFOST), Novosibirsk, 2016. P. 23–27, doi: https://doi.org/10.1109/IFOST.2016.7884234
  13. Artyunin, A.I., Eliseyev, S.V. Effect of "crawling" and peculiarities of motion of a rotor with pendular self-balancers. Applied Mechanics and Materials, 2013. N 373-375, P. 38–42. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.373-375.38
  14. Inoue, T., Ishida, Y., and Niimi, H. "Vibration Analysis of a Self-Excited Vibration in a Rotor System Caused by a Ball Balancer." ASME. J. Vib. Acoust., 2012. Vol. 134, Issue 2: 021006. https://doi.org/10.1115/1.4005141
  15. Застосування пасивного автобалансира як збудника кругових двочастотних вібрацій [Текст] : пат. на корисну модель № 92337 U Україна, F04D 29/66. Г. Б. Філімоніхін, В. В. Яцун (Україна); КНТУ. Заявл. 18.03.2014; Опубл. 11.08.2014, Бюл.№15
Yatsun, V., Pochuzhevsky, О., & Tyshchenko, V. (2021). Simulation of the vibration screen operation in resonance mode. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(2), 35-40. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-53-35-40
uk