Визначення енергоефективності резонансної одномасової вібромашини, що працює на ефекті Зомерфельда

Автор(и)

  • Володимир Володимирович Яцун Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4973-3080
  • Геннадій Борисович Філімоніхін Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2819-0569
  • Ірина Іванівна Філімоніхіна Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-1384-6027
  • Антоніна Петрівна Галєєва Миколаївський національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8017-3133

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241950

Ключові слова:

резонансна вібромашина, ефект Зомерфельда, інерційний віброзбудник, одномасова вібромашина, енергоефективність

Анотація

Визначено енергоефективність вібромашини, що складається із пружно-в’язко закріпленої платформи, що може рухатися вертикально і віброзбудника, що працює на ефекті Зомерфельда. Корпус віброзбудника обертається зі сталою кутовою швидкістю і всередині знаходяться однакові вантажі у вигляді кулі, ролика або маятника. На вантажі при русі відносно корпусу діють сили в’язкого опору, що є внутрішніми у системі.

Встановлено, що на усталених коливальних режимах руху вібромашини вантажі щільно притиснути один до одного, чим утворюють складений вантаж. Енергія продуктивно витрачається на коливання платформи і непродуктивно (розсіюється) через рух складеного вантажу відносно корпусу.

Із збільшенням швидкості обертання корпусу зростаючі внутрішні сили в’язкого опору наближають швидкість обертання складеного вантажу до резонансної швидкості і амплітуда коливань платформи збільшується. Але складений вантаж при цьому все більше відстає від корпусу, через що зростає непродуктивна втрата енергії і зменшується ККД вібромашини.

На чисто резонансному режимі руху вібромашини максимальні амплітуда коливань платформи, коефіцієнт динамічності, сумарна потужність сил в’язкого опору. При цьому ККД досягає мінімального значення.

Для отримання енергійних коливань платформи із одночасним збільшенням ККД вібромашини необхідно зменшувати сили в’язкого опору в опорах із одночасним збільшенням внутрішніх сил в’язкого опору.

Побудований алгоритм розрахунків основних динамічних характеристик коливального руху вібромашини, що ґрунтується на параметричному розв’язанні задачі. За параметр приймається кутова швидкість застрягання складеного вантажу. Ефективність алгоритму проілюстрована на конкретному прикладі

Біографії авторів

Володимир Володимирович Яцун, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних, дорожніх машин і будівництва

Геннадій Борисович Філімоніхін, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Ірина Іванівна Філімоніхіна, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра вищої математики та фізики

Антоніна Петрівна Галєєва, Миколаївський національний аграрний університет

Кандидат педагогічних наук доцент

Кафедра тракторів та сільськогосподарських машин, експлуатації і технічного сервісу

Посилання

  1. Kryukov, B. I. (1967). Dinamika vibratsionnyh mashin rezonansnogo tipa. Kyiv: Naukova 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. Avtomatyzatsiia 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. Artyunin, A. I. (1993). Issledovanie dvizheniya rotora s avtobalansirom. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 1, 15–19.
  7. 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
  8. Artyunin, A. I., Alhunsaev, G. G., Serebrennikov, K. V. (2005). Primenenie metoda razdeleniya dvizheniy dlya issledovaniya dinamiki rotornoy sistemy s gibkim rotorom i mayatnikovym avtobalansirom. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 9, 8–14.
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. Yatsun, V., Filimonikhin, G., Haleeva, A., Krivoblotsky, L., Machok, Y., Mezitis, M. et. al. (2020). Searching for the two­frequency motion modes of a three­mass vibratory machine with a vibration exciter in the form of a passive auto­balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (106)), 103–111. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209269
  15. Filimonikhin, G., Yatsun, V., Dumenko, K. (2016). Research into excitation of dual frequency vibrational-rotational vibrations of screen duct by ball-type auto-balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (81)), 47–52. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.72052
  16. 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
  17. Strauch, D. (2009). Classical Mechanics: An Introduction. Springer, 405. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-540-73616-5
  18. Nayfeh, A. H. (1993). Introduction to Perturbation Techniques. John Wiley and Sons Ltd.
  19. Kuzo, I. V., Lanets, O. V., Gurskyi, V. M. (2013). Substantiation of technological efficiency of two-frequency resonant vibration machines with pulse electromagnetic disturbance. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 3, 71–77. Available at: http://nvngu.in.ua/index.php/en/component/jdownloads/finish/45-03/736-2013-3-kuzo/0

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-29

Як цитувати

Яцун, В. В., Філімоніхін, Г. Б., Філімоніхіна, І. І., & Галєєва, А. П. (2021). Визначення енергоефективності резонансної одномасової вібромашини, що працює на ефекті Зомерфельда. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7 (113), 44–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241950

Номер

Том 5 № 7 (113) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Volodymyr Yatsun, Gennadiy Filimonikhin, Irina Filimonikhina, Antonina Haleeva

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.