Development of the organizational principles of formation of the optimal diagram and parameters of vibration system

Ivan Nazarenko; Volodymyr Slipetskyi

doi:10.15587/2312-8372.2019.183874

Автор(и)

Ivan Nazarenko Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0002-1888-3687
Volodymyr Slipetskyi Корпорація «ДБК – ЖИТЛОБУД», вул. Лугова, 13, м. Київ, Україна, 04074, Україна https://orcid.org/0000-0002-9539-6022

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.183874

Ключові слова:

організаційні принципи, оптимальна схема, вібраційна система, критерії оптимальності, параметри схеми, субрезонансні і суперрезонансні режими

Анотація

Розглянуто загальні питання розробки оптимальної принципової схеми вібраційної системи й визначення параметрів цієї схеми, що забезпечують екстремум критерію оптимальності. Об’єктом дослідження є технічні машини і технологічні середовища, які розглядаються як система, що підкорена єдиному вібраційному процесу. Технічними машинами прийняті в роботі вібраційні машини для реалізації процесів ущільнення. Технологічними середовищами прийняті двофазні дисперсні середовища, що використовуються для ущільнення. Такими середовищами прийняті бетонні суміші та ґрунти. Зниження енергетичних витрат, високий рівень і швидкість передачі енергії на виконання технологічного процесу є головними чинниками в створенні оптимальних схем вібросистем. Одним з найбільш проблемних місць у вирішенні такого підходу є відсутність загальноприйнятої моделі взаємодії робочих органів машин із оброблювальним середовищем. Існуючі дослідження базувалися на роздільному визначенні параметрів машин і середовищ. Такі методи характеризуються значними витратами енергії та довгою тривалістю протікання технологічного процесу. Запропонований підхід на основі гармонізації сил машин і середовищ, що виникають у вібраційному процесі, дозволив значно знизити витрати енергії. У роботі також отримано новий синергетичний ефект системи. Це пов'язано з тим, що у запропонованого методу створення оптимальної схеми є ряд особливостей. Так, в ході дослідження використовувалися режими поєднання пружно-інерційних сил підсистем в єдиній системі. Визначено зокрема реалізація субрезонансних та суперрезонансних режимів. Завдяки цьому забезпечується можливість довести до максимуму ефективність вібросистем не тільки в нових конструктивних рішеннях, але й в цілеспрямованому використанні внутрішніх властивостей об’єднаної системи. У порівнянні з аналогічними відомими вібраційними машинами забезпечується зменшення витрат енергії на 50 %. Запропонована методика розробки організаційних принципів формування оптимальної схеми та параметрів використані при проектуванні вібраційних систем для вібраційних та вібраційно-ударних режимів ущільнення будівельних сумішей.

Біографії авторів

Ivan Nazarenko, Київський національний університет будівництва і архітектури, пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра машин і обладнання технологічних процесів

Volodymyr Slipetskyi, Корпорація «ДБК – ЖИТЛОБУД», вул. Лугова, 13, м. Київ, Україна, 04074

Заступник директора

Департамент закупівель та контрактної політики

Посилання

Nazarenko, I. I., Bernyk, I. M. (2013). Osnovy proektuvannia i konstruiuvannia mashyn ta obladnannia pererobnykh vyrobnytstv. Kyiv: Ahrar Media Hrup, 544.
Lanets, O., Derevenko, I., Borovets, V., Kovtonyuk, M., Komada, P., Mussabekov, K., Yeraliyeva, B. (2019). Substantiation of consolidated inertial parameters of vibrating bunker feeder. Przeglad elektrotechniczny, 1 (4), 49–54. doi: http://doi.org/10.15199/48.2019.04.09
Nazarenko, I. I., Ruchynskyi, M. M., Sviderskyi, A. T., Kobylanska, I. M., Kalizhanova, A., Kozbakova, A. (2019). Development of energy-efficient vibration machines for the buiding-and-contruction industry. Przeglad Elektrotechniczny, 1 (4), 55–61. doi: http://doi.org/10.15199/48.2019.04.10
Nesterenko, M. P. (2015). Prohresyvnyi rozvytok vibratsiinykh ustanovok z prostorovymy kolyvanniamy dlia formuvannia zalizobetonnykh vyrobiv. Zbirnyk naukovykh prats (haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo), 44, 177–181.
Gonella, S., Ruzzene, M. (2008). Homogenization of vibrating periodic lattice structures. Applied Mathematical Modelling, 32 (4), 459–482. doi: http://doi.org/10.1016/j.apm.2006.12.014
Andò, B., Baglio, S., Bulsara, A. R., Marletta, V., Pistorio, A. (2015). Experimental and Theoretical Investigation of a Nonlinear Vibrational Energy Harvester. Procedia Engineering, 120, 1024–1027. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.701
Yamamoto, G. K., da Costa, C., da Silva Sousa, J. S. (2016). A smart experimental setup for vibration measurement and imbalance fault detection in rotating machinery. Case Studies in Mechanical Systems and Signal Processing, 4, 8–18. doi: http://doi.org/10.1016/j.csmssp.2016.07.001
Jia, Y., Seshia, A. A. (2014). An auto-parametrically excited vibration energy harvester. Sensors and Actuators A: Physical, 220, 69–75. doi: http://doi.org/10.1016/j.sna.2014.09.012
Lezhin, D. S., Falaleev, S. V., Safin, A. I., Ulanov, A. M., Vergnano, D. (2017). Comparison of Different Methods of Non-contact Vibration Measurement. Procedia Engineering, 176, 175–183. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.286
Gianti, M. S., Prasetyo, E., Wijaya, A. D., Berliandika, S., Marzuki, A. (2017). Vibration Measurement of Mathematical Pendulum based on Macrobending-Fiber Optic Sensor as a Model of Bridge Structural Health Monitoring. Procedia Engineering, 170, 430–434. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.03.069
Bernyk, I., Luhovskyi, O., Nazarenko, I. (2018). Effect of rheological properties of materials on their treatment with ultrasonic cavitation. Materiali in Tehnologije, 52 (4), 465–468. doi: http://doi.org/10.17222/mit.2017.021