Пошук двочастотних режимів руху трьохмасової вібромашини з віброзбудником у вигляді пасивного автобалансира

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
  • Antonina Haleeva Миколаївський національний аграрний університет вул. Георгія Гонгадзе, 9, м. Миколаїв, Україна, 54020, Україна https://orcid.org/0000-0002-8017-3133
  • Larisa Krivoblotsky Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-3255-2884
  • Yurii Machok Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0001-5328-7859
  • Mareks Mezitis Ризький Технічний університет вул. Калькю, 1, м. Рига, Латвія LV-1658, Латвія https://orcid.org/0000-0003-0269-7297
  • Nataliia Podoprygora Центральноукраїнський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка вул. Шевченка, 1, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-4092-8730
  • Mykola Sadovyi Центральноукраїнський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка вул. Шевченка, 1, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0001-6582-6506
  • Guntis Strautmanis Ризький Технічний університет вул. Калькю, 1, м. Рига, Латвія LV-1658, Латвія https://orcid.org/0000-0001-8405-939X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209269

Ключові слова:

інерційний віброзбудник, двочастотні вібрації, тримасова вібромашина, автобалансир, резонансна вібромашина, ефект Зомерфельда

Анотація

Аналітично досліджено динаміку тримасової вібромашини з прямолінійним поступальним рухом платформ і віброзбуджувачем у вигляді кульового, роликового або маятникового автобалансира.

Встановлено існування усталених режимів руху вібромашини, близьких до двочастотних. На цих рухах вантажі в автобалансирі створюють постійну неврівноваженість, не можуть наздогнати ротор і застряють на певній частоті. Цим вантажі працюють як перший віброзбудник, що збуджує резонансні вібрації з частотою застрягання вантажів. Другий віброзбудник утворюється дебалансною масою на корпусі автобалансира. Маса обертається з частотою обертання ротора і збуджує швидші вібрації з цією частотою. Автобалансир збуджує практично ідеальні двочастотні вібрації. Відхилення від двухчастотного закону пропорційні відношенню маси вантажів до маси платформи, на якій знаходиться автобалансир і не перевищують 5 %.

У тримасової вібромашини три резонансні (власні) частоти коливань – q1, q2, q3 (q1<q2<q3) і три відповідні форми коливань платформ. Вантажі можуть застрягати тільки на швидкостях, близьких до: резонансних (власних) частот коливань вібромашини; частоті обертання ротора.

У вібромашини завжди існує, причому тільки одна, частота застрягання вантажів, трохи менша швидкості обертання ротора.

У разі малих сил в'язкого опору в опорах у вібромашини зі збільшенням швидкості обертання ротора нові частоти застрягання вантажів:

– з'являються парами в околі кожної власної частоти коливань вібромашини;

– одна з частот дещо менше, а інша – дещо більше власної частоти коливань вібромашини.

Довільні сили в'язкого опору в опорах можуть заважати появи нових частот застрягання вантажів. Тому в найбільш загальному випадку таких частот може бути 1, 3, 5 або 7, в залежності від швидкості обертання ротора і величин сил в'язкого опору в опорах.

Одержані результати застосовні для проектування нових вібромашин та для числового моделювання їх динаміки

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

Antonina Haleeva, Миколаївський національний аграрний університет вул. Георгія Гонгадзе, 9, м. Миколаїв, Україна, 54020

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра тракторів та сільськогосподарських машин, експлуатації і технічного сервісу

Larisa Krivoblotsky, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра вищої математики та фізики

Yurii Machok, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра сільськогосподарського машинобудування

Mareks Mezitis, Ризький Технічний університет вул. Калькю, 1, м. Рига, Латвія LV-1658

Доктор інженерних наук, професор

Інститут транспорту

Кафедра залізничної автоматики і телематики

Nataliia Podoprygora, Центральноукраїнський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка вул. Шевченка, 1, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор педагогічних наук, доцент

Кафедра природничих наук та методик їхнього навчання

Mykola Sadovyi, Центральноукраїнський державний педагогічний університет імені Володимира Винниченка вул. Шевченка, 1, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор педагогічних наук, професор

Кафедра теорії та методики технологічної підготовки, охорони праці та безпеки життєдіяльності

Guntis Strautmanis, Ризький Технічний університет вул. Калькю, 1, м. Рига, Латвія LV-1658

Доктор інженерних наук, доцент

Кафедра залізничного транспорту

Посилання

  1. Bukin, S. L., Maslov, S. G., Lyutyy, A. P., Reznichenko, G. L. (2009). Intensifikatsiya tehnologicheskih protsessov vibromashin putem realizatsii bigarmonicheskih rezhimov raboty. Obogashchenie poleznyh iskopaemyh, 36-37.
  2. Kryukov, B. I. (1967). Dinamika vibratsionnyh mashin rezonansnogo tipa. Kyiv: Naukova dumka, 210.
  3. Lanets, O. S. (2008). Vysokoefektyvni mizhrezonansni vibratsiyni mashyny z elektromahnitnym pryvodom (Teoretychni osnovy ta praktyka stvorennia). Lviv: Vydavnytstvo Natsionalnoho universytetu “Lvivska politekhnika”, 324.
  4. Filimonikhin, G., Yatsun, 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. 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
  6. 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
  7. Sommerfeld, A. (1904). Beitrage zum dinamischen Ausbay der Festigkeislehre. Zeitschriff des Vereins Deutsher Jngeniere, 48 (18), 631–636.
  8. Artyunin, A. I., Barsukov, S. V., Sumenkov, O. Y. (2019). Peculiarities of Motion of Pendulum on Mechanical System Engine Rotating Shaft. Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019), 649–657. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-22041-9_70
  9. Yaroshevich, N. P., Silivoniuk, A. V. (2013). About some features of run-updynamicof vibration machines with self-synchronizing inertion vibroexciters. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 4, 70–75. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_4_14
  10. Kuzo, I. V., Lanets, O. V., Hurskyi, V. M. (2013). Syntez nyzkochastotnykh rezonansnykh vibratsiynykh mashyn z aeroinertsiynym zburenniam. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 2, 60–67. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_2_11
  11. Korendiy, V., Zakharov, V. (2017). Substantiation of Parameters and Analysis of Operational Characteristics of Oscillating Systems of Vibratory Finishing Machines. Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science, 3 (2), 67–78. doi: https://doi.org/10.23939/ujmems2017.02.067
  12. Kuzio, I., Zakharov, V., Korendiy, V. (2018). Substantiation of inertial, stiffness and excitation parameters of vibratory lapping machine with linear oscillations of laps. Ukrainian Journal of Mechanical Engineering and Materials Science, 4 (2), 26–39. doi: https://doi.org/10.23939/ujmems2018.02.026
  13. Gursky, V., Lanets, O. (2015). Modernization of high-frequency vibratory table with an electromagnetic drive: theoretical principle and modeling. Mathematical Models in Engineering, 1 (2), 34–42. Available at: https://www.jvejournals.com/article/16483
  14. Korendiy, V., Kachur, O., Novitskyi, Y., Mazuryk, V., Sereda, V. (2019). Substantiation of parameters and modelling the operation of three-mass vibratory conveyer with directed oscillations of the working element. Avtomatizacìâ Virobničih Procesìv u Mašinobuduvannì Ta Priladobuduvannì, 53, 84–100. doi: https://doi.org/10.23939/istcipa2019.53.084
  15. Solona, O., Kupchuk, I. (2020). Dynamic synchronization of vibration exciters of the three-mass vibration mill. Przegląd Elektrotechniczny, 1 (3), 163–167. doi: https://doi.org/10.15199/48.2020.03.35
  16. Neyman, L. A., Neyman, V. Y. (2016). Dynamic model of a vibratory electromechanical system with spring linkage. 2016 11th International Forum on Strategic Technology (IFOST). doi: https://doi.org/10.1109/ifost.2016.7884234
  17. Zhao, J., Liu, L., Song, M., Zhang, X. (2015). Influencing Factors of Anti-Resonant Inertial Resonant Machine Vibration Isolation System. 2015 3rd International Conference on Computer and Computing Science (COMCOMS). doi: https://doi.org/10.1109/comcoms.2015.22
  18. Li, X., Shen, T. (2016). Dynamic performance analysis of nonlinear anti-resonance vibrating machine with the fluctuation of material mass. Journal of Vibroengineering, 18 (2), 978–988. Available at: https://www.jvejournals.com/article/16559
  19. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Dumenko, K., Nevdakha, A. (2017). Equations of motion of vibration machines with a translational motion of platforms and a vibration exciter in the form of a passive auto-balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 19–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.111216
  20. 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
  21. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Dumenko, K., Nevdakha, A. (2018). Search for the dual­frequency motion modes of a dual­mass vibratory machine with a vibration exciter in the form of passive auto­balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (91)), 47–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121737
  22. Goncharov, V., Filimonikhin, G., Nevdakha, A., Pirogov, V. (2017). An increase of the balancing capacity of ball or roller-type auto-balancers with reduction of time of achieving auto-balancing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (85)), 15–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92834

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Yatsun, V., Filimonikhin, G., Haleeva, A., Krivoblotsky, L., Machok, Y., Mezitis, M., Podoprygora, N., Sadovyi, M., & Strautmanis, G. (2020). Пошук двочастотних режимів руху трьохмасової вібромашини з віброзбудником у вигляді пасивного автобалансира. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (106), 103–111. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209269

Номер

Том 4 № 7 (106) (2020): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Volodymyr Yatsun, Gennadiy Filimonikhin, Antonina Haleeva, Larisa Krivoblotsky, Yurii Machok, Mareks Mezitis, Nataliia Podoprygora, Mykola Sadovyi, Guntis Strautmanis

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.