Виділення та дослідження стійкості усталених режимів руху одномасової резонансної вібромашини, що працює на ефекті Зомерфельда

Автор(и)

  • Геннадій Борисович Філімоніхін Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2819-0569
  • Володимир Володимирович Яцун Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4973-3080
  • Анатолій Миколайович Мацуй Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5544-0175
  • Василь Олександрович Кондратець Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-1411-168X
  • Володимир Васильович Пирогов Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5843-4552

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259567

Ключові слова:

інерційний віброзбудник, резонансна вібромашина, усталений рух, ефект Зомерфельда, автобалансування, стійкість руху

Анотація

Виділені та досліджені на стійкість усталені режими руху одномасової резонансної вібромашини. Вібромашина має платформу, яку підтримують пружно-в’язки опори. Платформа рухається прямолінійно поступально. На платформу встановлено віброзбудник. Віброзбудник складається з N однакових вантажів – куль, роликів чи маятників. Центр мас кожного вантажу може рухатися по колу певного радіуса з центром на подовжній осі ротора. На кожен вантаж при русі відносно корпусу віброзбудника діє сила в'язкого опору.

Теоретично встановлено, що при малих силах в’язкого опору і будь-який кількості вантажів у вібромашини існують режими застрягання, на яких вантажі зібрані разом, утворюють умовний складений вантаж і відстають від ротора. При цьому існують дві біфуркаційні швидкості обертання ротора. На швидкостях, менших за першу біфуркаційну швидкість, у вібромашини існує один єдиний (перший) режим застрягання. При переході першої біфуркаційної швидкості з’являються другий і третій режими застрягання. При переході другої біфуркаційної швидкості зникають перший і другий режими застрягання. Резонансним є перший режим застрягання.

У випадках двох і більше вантажів у вібромашини також існує автобалансувальний режим (відсутності коливань), на якому вантажі обертаються синхронно з корпусом віброзбудника і взаємно зрівноважують один одного.

При малих силах в’язкого опору обчислювальним експериментом встановлено, що стійкими є непарні режими застрягання, якщо їх пронумеровати у порядку зростання частоти застрягання вантажів. Автобалансувальний режим є стійким на зарезонансних швидкостях обертання ротора. Для настання резонансного режиму руху вібромашини достатньо повільно розганяти ротор до швидкості, меншої другої біфуркаційної.

Одержані результати застосовні при проектування резонансних одномасових вібромашин з інерційними віброзбудниками кульового, роликового чи маятникового типу

Біографії авторів

Геннадій Борисович Філімоніхін, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра деталей машин та прикладної механіки

Володимир Володимирович Яцун, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних, дорожніх машин і будівництва

Анатолій Миколайович Мацуй, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації виробничих процесів

Василь Олександрович Кондратець, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра автоматизації виробничих процесів

Володимир Васильович Пирогов, Центральноукраїнський національний технічний університет

Кандидат фізико-математичних наук, старший викладач

Кафедра деталей машин і прикладної механіки

Посилання

  1. Kryukov, B. I. (1967). Dinamika vibratsionnykh 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. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. Kuzo, I. V., Lanets, O.V., Gurskyi, V. M. (2013). Synthesis of low-frequency resonance vibratory machines with an aeroinertia drive. Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 2, 60–67. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_2_11
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. Drozdetskaya, O., Fidlin, A. (2021). Passing through resonance of the unbalanced rotor with self-balancing device. Nonlinear Dynamics, 106 (3), 1647–1657. doi: https://doi.org/10.1007/s11071-021-06973-4
  14. Nayfeh, A. H. (1993). Introduction to Perturbation Techniques. John Wiley and Sons Ltd., 536. Available at: http://modernmath.ir/wp-content/uploads/2018/11/Ali-H.-Nayfeh-Introduction-to-perturbation-techniques-1993-Wiley-VCH.pdf
  15. Ruelle, D. (1989). Elements of Differentiable Dynamics and Bifurcation Theory. Academic Press. doi: https://doi.org/10.1016/c2013-0-11426-2
  16. Filimonikhin, G., Filimonikhina, I., Dumenko, K., Lichuk, M. (2016). Empirical criterion for the occurrence of auto-balancing and its application for axisymmetric rotor with a fixed point and isotropic elastic support. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (83)), 11–18. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79970

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Філімоніхін, Г. Б., Яцун, В. В., Мацуй, А. М., Кондратець, В. О., & Пирогов, В. В. (2022). Виділення та дослідження стійкості усталених режимів руху одномасової резонансної вібромашини, що працює на ефекті Зомерфельда. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7(117), 68–76. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259567

Номер

Том 3 № 7(117) (2022): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Gennadiy Filimonikhin, Volodymyr Yatsun, Anatolii Matsui, Vasyl Kondratets, 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.