Динаміка резонансної одномасової вібромашини з віброзбудником спрямованої дії, працюючому на ефекті Зомерфельда

Автор(и)

  • Геннадій Борисович Філімоніхін Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2819-0569
  • Володимир Васильович Пирогов Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5843-4552
  • Максим Олегович Годунко Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2649-5040
  • Руслан Вікторович Кісільов Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-1502-0034
  • Віталій Анатолійович Мажара Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-7451-3798

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233960

Ключові слова:

резонансна вібромашина, ефект Зомерфельда, інерційний віброзбудник спрямованої дії, одномасова вібромашина

Анотація

Досліджена динаміка вібромашини, що складається із пружно-в’язко закріпленої платформи, що може рухатися вертикально і двох однакових інерційних віброзбудників. Корпуси віброзбудників обертаються з однаковими кутовими швидкостями у протилежних напрямках. Всередині корпусів знаходяться по одному вантажу у вигляді кулі, ролика або маятника. Центри мас вантажів можуть рухатися відносно корпусів по колу з центром на осі обертання. Відносним рухам вантажів перешкоджають сили в’язкого опору.

Встановлено, що у вібромашини теоретично існують:

– від одного до трьох коливальних режимів руху, на яких вантажі застряють на майже сталій кутовій швидкості і створюють сумарний дебаланс тільки у вертикальному напрямку;

– режим відсутності коливань, на якому вантажі обертаються синхронно з корпусами і створюють сумарний дебаланс тільки у горизонтальному напрямку.

При цьому тільки один коливальний режим є резонансним і існує на зарезонансних швидкостях обертання корпусів, менших деякої характерної швидкості.

На швидкостях обертання корпусів:

‑ дорезонансних, глобально асимптотично стійкий (єдиний існуючий) режим застрягання вантажів;

‑ зарезонансних, менших характерної швидкості, локально асимптотично стійкі як резонансний режим руху вібромашини, так і режим відсутності коливань;

‑ більших характерної швидкості, глобально асимптотично стійкий режим відсутності коливань.

Обчислювальними експериментами підтверджені результати теоретичних досліджень. При цьому додатково встановлено, що для настання резонансного режиму руху достатньо повільно розігнати корпуси віброзбудників до зарезонансній швидкості, меншій характерної.

Отримані результати цікаві як для теорії, так і для практики при проектуванні нових вібромашин

Біографії авторів

Геннадій Борисович Філімоніхін, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Володимир Васильович Пирогов, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат фізико-математичних наук, старший викладач

Кафедра деталей машин і прикладної механіки

Максим Олегович Годунко, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології машинобудування

Руслан Вікторович Кісільов, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра сільськогосподарського машинобудування

Віталій Анатолійович Мажара, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент, декан факультету

Механіко-технологічний факультет

Посилання

  1. Kryukov, B. I. (1967). Dinamika vibratsionnyh mashin rezonansnogo tipa. Kyiv: Nauk. dumka, 210.
  2. Sommerfeld, A. (1904). Beitrage zum dinamischen Ausbay der Festigkeislehre. Zeitschriff des Vereins Deutsher Jngeniere, 48 (18), 631–636.
  3. Lanets, O. V., Shpak, Ya. V., Lozynskyi, V. I., Leonovych, P. Yu. (2013). Realizatsiya efektu Zommerfelda u vibratsiynomu maidanchyku z inertsiynym pryvodom. Avtomatyzatsiya vyrobnychykh protsesiv u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni, 47, 12–28. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Avtomatyzac_2013_47_4
  4. Kuzo, I. V., Lanets, O. V., Gurskyi, V. M. (2013). Synthesis of low-frequency resonance vibratory machines with an aeroinertia drive. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 2, 60–67. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_2_11
  5. Yaroshevich, N., Puts, V., Yaroshevich, Т., Herasymchuk, O. (2020). Slow oscillations in systems with inertial vibration exciters. Vibroengineering PROCEDIA, 32, 20–25. doi: https://doi.org/10.21595/vp.2020.21509
  6. Ryzhik, B., Sperling, L., Duckstein, H. (2004). Non-synchronous Motions Near Critical Speeds in a Single-plane Auto-balancing Device. Technische Mechanik, 24 (1), 25–36. Available at: https://journals.ub.uni-magdeburg.de/index.php/techmech/article/view/911/888
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. Filimonikhin, G., Yatsun, V., Kyrychenko, A., Hrechka, A., Shcherbyna, K. (2020). Synthesizing a resonance anti-phase two-mass vibratory machine whose operation is based on the Sommerfeld effect. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (108)), 42–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217628
  12. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Pirogov, V., Amosov, V., Luzan, P. (2020). Research of anti­resonance three­mass vibratory machine with a vibration exciter in the form of a passive auto­balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (107)), 89–97. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213724
  13. 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
  14. Blekhman, I. I., Rivin, E. I. (1988). Synchronization in Science and Technology. ASME, 255.
  15. Pan, F., Yongjun, H., Liming, D., Mingjun, D. (2018). Theoretical Study of Synchronous Behavior in a Dual-Pendulum-Rotor System. Shock and Vibration, 2018, 1–13. doi: https://doi.org/10.1155/2018/9824631
  16. Hou, Y., Fang, P. (2015). Synchronization and Stability of Two Unbalanced Rotors with Fast Antirotation considering Energy Balance. Mathematical Problems in Engineering, 2015, 1–15. doi: https://doi.org/10.1155/2015/694145
  17. Yaroshevich, N. P., Zabrodets, I. P., Yaroshevich, T. S. (2016). Dynamics of Starting of Vibrating Machines with Unbalanced Vibroexciters on Solid Body with Flat Vibrations. Applied Mechanics and Materials, 849, 36–45. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.849.36
  18. Nayfeh, A. H. (1993). Introduction to Perturbation Techniques. John Wiley and Sons Ltd.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-17

Як цитувати

Філімоніхін, Г. Б., Пирогов, В. В., Годунко, М. О., Кісільов, Р. В., & Мажара, В. А. (2021). Динаміка резонансної одномасової вібромашини з віброзбудником спрямованої дії, працюючому на ефекті Зомерфельда. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (111), 51–58. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233960

Номер

Том 3 № 7 (111) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Геннадий Борисович Филимонихин, Владимир Васильевич Пирогов, Максим Олегович Годунко, Руслан Викторович Кисилев, Виталий Анатольевич Мажара

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.