Експериментальне дослідження поворотно-коливальних вібрацій платформи вібромашини, що збуджуються кульовим автобалансиром

Автор(и)

  • Volodymyr Yatsun Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0003-4973-3080
  • Gennadiy Filimonikhin Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-2819-0569
  • Andrey Nevdakha Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-0849-9331
  • Vladimir Pirogov Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-5843-4552

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140006

Ключові слова:

інерційний віброзбудник, двочастотні вібрації, резонансна вібромашина, автобалансир, інерційна вібромашина

Анотація

Експериментально досліджені поворотно-коливальні вібрації платформи вібромашини, збуджені кульовим автобалансиром.

Закон зміни віброприскорень на платформі вивчався з використанням датчиків акселерометрів, плати аналогово-цифрового перетворювача з USB інтерфейсом і персонального комп'ютера. Амплітуда швидких і повільних вібропереміщень платформи вивчалася з використанням лазерного променя.

Встановлено, що резонансна частота (частота власних коливань) платформи становить: 62,006 рад/с для маси платформи 2000 г; 58,644 рад/с – для 2180 г; 55,755 рад/с – для 2360 г. Похибка визначення частот не перевищує 0,2 %.

Кульовий автобалансир збуджує практично ідеальні двочастотні вібрації платформи вібромашини. Повільна частота відповідає швидкості обертання центру куль навколо поздовжньої осі вала, а швидка – швидкості обертання валу з прикріпленим до нього дебалансом. Двочастотний режим виникає в широкому діапазоні зміни параметрів і основні його характеристики можна змінювати зміною маси куль і дебаланса, кутової швидкості обертання валу.

Експериментально встановлено, що кулі застряють на частоті, меншою приблизно на 1 % резонансної частоти коливань платформи.

У припущенні, що платформа здійснює двочастотні коливання, в програмному пакеті для статистичного аналізу Statistica були підібрані коефіцієнти в відповідному законі. При цьому було встановлено, що:

– процес визначення величин коефіцієнтів стійкий (робастний), коефіцієнти практично не змінюються від зміни інтервалу часу вимірювання закону руху платформи;

– амплітуда прискорень від повільних коливань прямопропорційна сумарній масі куль і квадрату частоти застрявання куль;

– амплітуда швидких коливань прямопропорційна дебалансу на корпусі автобалансира і квадрату кутової швидкості обертання валу.

Розбіжність між законом руху, отриманим експериментально і законом, отриманим методами статистичного аналізу, менша 3 %.

Отримані результати роблять актуальними як аналітичні дослідження динаміки, розглянутої вібромашини, так і створення дослідного зразка вібромашини

Біографії авторів

Volodymyr Yatsun, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних, дорожніх машин і будівництва

Gennadiy Filimonikhin, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Andrey Nevdakha, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук

Кафедра деталей машин і прикладної механіки

Vladimir Pirogov, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат фізико-математичних наук, старший викладач

Кафедра деталей машин і прикладної механіки

Посилання

  1. Bukin, S. L., Maslov, S. G., Ljutyj, A. P., Reznichenko, G. L. (2009). Intensification of technological processes through the implementation of vibrators biharmonic modes. Scientific and technical journal, 36 (77)-37 (78), 81–89.
  2. Kryukov, B. I. (1967). Dinamika vibratsionnyh mashin rezonansnogo tipa [Dynamics of vibratory machines of resonance type]. Kyiv: Naykova dumka, 210.
  3. Kuzo, I. V., Lanets, O. V., Gurskyi, V. M. (2013). Substantiation of technological efficiency of two-frequency resonant vibration machines with pulse electromagnetic disturbance. Naukoviy Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3, 71–77. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_3_23
  4. Filimonikhin, G. B., Yatsun, V. V. (2015). Method of excitation of dual frequency vibrations by passive autobalancers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (76)), 9–14. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.47116
  5. Sommerfeld, A. (1904). Beitrage zum dinamischen Ausbay der Festigkeislehre. Zeitschriff des Vereins Deutsher Jngeniere, 48 (18), 631–636.
  6. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Dumenko, K., Nevdakha, A. (2017). Experimental research of rectilinear translational vibrations of a screen box excited by a ball balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (87)), 23–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.101798
  7. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Dumenko, K., Nevdakha, A. (2017). Search for two-frequency motion modes of single-mass vibratory machine with vibration exciter in the form of passive auto-balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (90)), 58–66. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.117683
  8. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Haleeva, A., Nevdakha, A. (2018). On stability of the dual-frequency motion modes of a single-mass vibratory machine with a vibration exciter in the form of a passive auto-balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (92)), 59–67. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.128265
  9. Artyunin, A. I. (1993). Research of motion of the rotor with autobalance. Proceedings of the higher educational institutions. Mechanical Engineering, 1, 15–19.
  10. Filimonihin, G. B. (2004). Zrivnovazhennja i vibrozahyst rotoriv avtobalansyramy z tverdymy koryguval'nymy vantazhamy [Balancing and protection from vibrations of rotors by autobalancers with rigid corrective weights]. Kirovohrad: KNTU, 352.
  11. Ryzhik, B., Sperling, L., Duckstein, H. (2004). Non-synchronous Motions Near Critical Speeds in a Single-plane Autobalancing Device. Technische Mechanik, 24, 25–36.
  12. Artyunin, A. I., Alhunsaev, G. G., Serebrennikov, K. V. (2005). Primenenie metoda razdeleniya dvizheniy dlya issledovaniya dinamiki rotornoy sistemyi s gibkim rotorom i mayatnikovyim avtobalansirom [The application of the method of separation of movements to study the dynamics of a rotor system with a flexible rotor and a pendulum autobalance]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 9, 8–14.
  13. Inoue, T., Ishida, Y., Niimi, H. (2012). Vibration Analysis of a Self-Excited Vibration in a Rotor System Caused by a Ball Balancer. Journal of Vibration and Acoustics, 134 (2), 021006. doi: https://doi.org/10.1115/1.4005141
  14. Lu, C.-J., Tien, M.-H. (2012). Pure-rotary periodic motions of a planar two-ball auto-balancer system. Mechanical Systems and Signal Processing, 32, 251–268. doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2012.06.001
  15. Artyunin, A. I., Eliseyev, S. V. (2013). Effect of “Crawling” and Peculiarities of Motion of a Rotor with Pendular Self-Balancers. Applied Mechanics and Materials, 373-375, 38–42. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.373-375.38
  16. Jung, D., DeSmidt, H. A. (2016). Limit-Cycle Analysis of Planar Rotor/Autobalancer System Influenced by Alford's Force. Journal of Vibration and Acoustics, 138 (2), 021018. doi: https://doi.org/10.1115/1.4032511
  17. Jung, D., DeSmidt, H. A. (2016). Limit-Cycle Analysis of Three-Dimensional Flexible Shaft/Rigid Rotor/Autobalancer System With Symmetric Rigid Supports. Journal of Vibration and Acoustics, 138 (3), 031005. doi: https://doi.org/10.1115/1.4032718
  18. Jung, D., DeSmidt, H. (2017). Nonsynchronous Vibration of Planar Autobalancer/Rotor System With Asymmetric Bearing Support. Journal of Vibration and Acoustics, 139 (3), 031010. doi: https://doi.org/10.1115/1.4035814
  19. Jung, D. (2018). Supercritical Coexistence Behavior of Coupled Oscillating Planar Eccentric Rotor/Autobalancer System. Shock and Vibration, 2018, 1–19. doi: https://doi.org/10.1155/2018/4083897
  20. Thomson, W. T., Dahleh, M. D. (1997). Theory of vibration with applications. Prentice Hall, 534.
  21. Halafyan, A. A. (2007). STATISTICA 6. Statistical analysis of data. Moscow: OOO «Binom-Press», 512.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-02

Як цитувати

Yatsun, V., Filimonikhin, G., Nevdakha, A., & Pirogov, V. (2018). Експериментальне дослідження поворотно-коливальних вібрацій платформи вібромашини, що збуджуються кульовим автобалансиром. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (94), 34–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140006

Номер

Том 4 № 7 (94) (2018): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Volodymyr Yatsun, Gennadiy Filimonikhin, Andrey Nevdakha, Vladimir Pirogov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.