Динамика вибропитателей с нелинейной упругой характеристикой
Loading...
Files
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро
Abstract
RUS: Цель. Условием бесперебойной и эффективной работы каждой технологической линии является использование транспортирующих машин с высокими техническими характеристиками. Хорошо себя зарекомендовали
на практике конструкции машин для транспортировки, которые используют в процессе работы вибрацию.
Применение виброустановок требует оптимизации режимов их работы. В виде упругого звена все больше используют резинометаллические элементы, характеризующиеся нелинейностью демпфирующих свойств. Поэтому в работе необходим поиск новых, более совершенных методов расчета динамических характеристик
вибромашин с учётом свойств резины как амортизационного материала. Методика. Рассмотрено динамику
вибрационной машины, которая имеет в качестве упругих звеньев резинометаллические блоки и буферные
амортизаторы, ограничивающие амплитуду колебаний рабочего органа. Предложенный метод определения
амплитудно-частотной характеристики вибропитателя базируется на принципе Вольтера, который при расчетах демпфирующих свойств амортизаторов дает возможность учитывать упруго-наследственные свойства резины. При корректировке динамических жесткостей основных упругих связей и буферов вибропитателя, используя принцип наследственности свойств резины, определяют зависимость амплитуды колебаний рабочего
органа машины. Такой метод получил название «интегрооператорный» с применением дробно-
экспоненциальных ядер релаксации. Результаты. Используя выведенную формулу определения амплитуды,
построено резонансную кривую нелинейной одномассной системы. Сопоставлением теоретических и практических результатов установлено, что использование предложенной методики расчета обеспечивает достаточно
полное описание демпфирующих параметров резинометаллических изделий и одновременно является эффективным средством расчета амплитудно-частотных характеристик нелинейных колебательных систем.
Научная новизна. Авторами усовершенствована методика определения демпфирующих характеристик резинометаллических изделий и амплитудно-частотных характеристик нелинейных колебательных систем путем
введения в алгоритм расчета зависимостей, учитывающих упруго-наследственные свойства резин.
Практическая значимость. Использование интегро-операторного метода с применением дробно-
экспоненциальных ядер релаксации обеспечит повышение точности расчетов демпфирующих параметров ре-
зинометаллических изделий, амплитудно-частотных характеристик нелинейных колебательных систем и даст
возможность еще больше оптимизировать режимы работы вибрационного оборудования. Изготовленные
с учетом принципа наследственности свойств резины резинометаллические блоки для упругой подвески вибропитателя исключат вероятность ограничения производительности технологической линии в связи с низкой
долговечностью деталей подвески питателя.
UKR: Мета. Умовою безперебійної та ефективної роботи кожної технологічної лінії є використання транспортуючих машин із високими технічними характеристиками. Добре себе зарекомендували на практиці конструкції машин для транспортування, які використовують у процесі роботи вібрацію. Використання віброустановок вимагає оптимізації режимів їх роботи. У вигляді пружної ланки все більше використовують гумометалеві елементи, що характеризуються нелінійністю демпфуючих властивостей. Тому в роботі необхідно зробити пошук нових, більш сучасних методів розрахунку динамічних характеристик вібромашин із урахуванням властивостей гуми як амортизаційного матеріалу. Методика. Розглянуто динаміку вібраційної машини, яка має в якості пружних ланок гумометалеві блоки та буферні амортизатори, що обмежують амплітуду коливань робочого органу. Запропонований метод визначення амплітудно-частотної характеристики віброживильника базується на принципі Вольтера, який при розрахунках демпфуючих властивостей амортизаторів надасть змогу враховувати пружно-спадкові властивості гуми. При корегуванні динамічних жорсткостей основних пружних зв'язків і буферів віброживильника, використовуючи принцип спадковості властивостей гуми, визначають залежність амплітуди коливань робочого органу машини. Такий метод отримав назву «інтегро-операторний» із використанням дробово-експоненціальних ядер релаксації. Результати. Використовуючи виведену формулу визначення амплітуди, побудовано резонансну криву нелінійної одномасної системи. Встановлено, що використання запропонованої методики розрахунку забезпечить достатньо повний опис демпфуючих параметрів гумометалевих виробів й одночасно являтиметься ефективним засобом розрахунку амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем. Наукова новизна. Авторами вдосконалена методика визначення демпфуючих характеристик гумометалевих виробів та амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем шляхом введення в алгоритм розрахунку залежностей, що враховують пружно-спадкові властивості гуми. Практична значимість. Використання інтегро-операторного метода з застосуванням дробово-експоненціальних ядер релаксації забезпечить підвищення точності розрахунків демпфуючих параметрів гумометалевих виробів і амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем та надасть можливість ще більше оптимізувати режими роботи вібраційного обладнання. Виготовлені з урахуванням принципу спадковості властивостей гуми гумометалеві блоки для пружної підвіски віброживильника виключать вірогідність обмеження продуктивності технологічної лінії у зв'язку з низькою довговічністю деталей підвіски живильника.
ENG: Purpose. Subject to the smooth and efficient operation of each production line, is the use of vehicles transporting high specification. It worked well in practice for transporting construction machines, which are used during the vibration. The use of vibration machines requires optimization of their operation modes. In the form of elastic link in them are increasingly using rubber-metallic elements, which are characterized by nonlinear damping properties. So it is necessary to search for new, more modern, methods of calculation of dynamic characteristics of the vibration machines on the properties of rubber as a cushioning material. Methodology. The dynamics of vibration machine that is as elastic rubber block units and buffer shock absorbers limiting the amplitude of the vibrations of the working body. The method of determining amplitude-frequency characteristics of the vibrating feeder is based on the principle of Voltaire, who in the calculations of the damping properties of the dampers will allow for elastichereditary properties of rubber. When adjusting the basic dynamic stiffness of the elastic ties and vibratory buffers, using the principle of heredity rubber properties, determine the dependence of the amplitude of the working body of the machine vibrations. This method is called integro-operator using the fractional-exponential kernels of relaxation. Findings. Using the derived formula for determining the amplitude of the resonance curve is constructed one-mass nonlinear system. It is established that the use of the proposed method of calculation will provide a sufficiently complete description of the damping parameters of rubber-metallic elements and at the same time be an effective means of calculating the amplitude-frequency characteristics of nonlinear vibration systems. Originality. The authors improved method of determining damping characteristics of rubber-metallic elements and the amplitudefrequency characteristics of nonlinear oscillatory systems by introducing the calculation algorithm of dependency, taking account of elastic-hereditary properties of rubber. Practical value. The use of integro-operator method with the use of fractional-exponential kernels of relaxation, thereby increasing the accuracy of the calculations of the damping parameters of rubber goods and the amplitude-frequency characteristics of nonlinear oscillatory systems and provide an opportunity to further optimize operation modes of vibratory equipment. Made with regard to the principle of heredity properties of rubber, rubber-elastic suspension units for vibratory feeder exclude the probability limit line speed in the low durability of suspension parts feeder.
UKR: Мета. Умовою безперебійної та ефективної роботи кожної технологічної лінії є використання транспортуючих машин із високими технічними характеристиками. Добре себе зарекомендували на практиці конструкції машин для транспортування, які використовують у процесі роботи вібрацію. Використання віброустановок вимагає оптимізації режимів їх роботи. У вигляді пружної ланки все більше використовують гумометалеві елементи, що характеризуються нелінійністю демпфуючих властивостей. Тому в роботі необхідно зробити пошук нових, більш сучасних методів розрахунку динамічних характеристик вібромашин із урахуванням властивостей гуми як амортизаційного матеріалу. Методика. Розглянуто динаміку вібраційної машини, яка має в якості пружних ланок гумометалеві блоки та буферні амортизатори, що обмежують амплітуду коливань робочого органу. Запропонований метод визначення амплітудно-частотної характеристики віброживильника базується на принципі Вольтера, який при розрахунках демпфуючих властивостей амортизаторів надасть змогу враховувати пружно-спадкові властивості гуми. При корегуванні динамічних жорсткостей основних пружних зв'язків і буферів віброживильника, використовуючи принцип спадковості властивостей гуми, визначають залежність амплітуди коливань робочого органу машини. Такий метод отримав назву «інтегро-операторний» із використанням дробово-експоненціальних ядер релаксації. Результати. Використовуючи виведену формулу визначення амплітуди, побудовано резонансну криву нелінійної одномасної системи. Встановлено, що використання запропонованої методики розрахунку забезпечить достатньо повний опис демпфуючих параметрів гумометалевих виробів й одночасно являтиметься ефективним засобом розрахунку амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем. Наукова новизна. Авторами вдосконалена методика визначення демпфуючих характеристик гумометалевих виробів та амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем шляхом введення в алгоритм розрахунку залежностей, що враховують пружно-спадкові властивості гуми. Практична значимість. Використання інтегро-операторного метода з застосуванням дробово-експоненціальних ядер релаксації забезпечить підвищення точності розрахунків демпфуючих параметрів гумометалевих виробів і амплітудно-частотних характеристик нелінійних коливальних систем та надасть можливість ще більше оптимізувати режими роботи вібраційного обладнання. Виготовлені з урахуванням принципу спадковості властивостей гуми гумометалеві блоки для пружної підвіски віброживильника виключать вірогідність обмеження продуктивності технологічної лінії у зв'язку з низькою довговічністю деталей підвіски живильника.
ENG: Purpose. Subject to the smooth and efficient operation of each production line, is the use of vehicles transporting high specification. It worked well in practice for transporting construction machines, which are used during the vibration. The use of vibration machines requires optimization of their operation modes. In the form of elastic link in them are increasingly using rubber-metallic elements, which are characterized by nonlinear damping properties. So it is necessary to search for new, more modern, methods of calculation of dynamic characteristics of the vibration machines on the properties of rubber as a cushioning material. Methodology. The dynamics of vibration machine that is as elastic rubber block units and buffer shock absorbers limiting the amplitude of the vibrations of the working body. The method of determining amplitude-frequency characteristics of the vibrating feeder is based on the principle of Voltaire, who in the calculations of the damping properties of the dampers will allow for elastichereditary properties of rubber. When adjusting the basic dynamic stiffness of the elastic ties and vibratory buffers, using the principle of heredity rubber properties, determine the dependence of the amplitude of the working body of the machine vibrations. This method is called integro-operator using the fractional-exponential kernels of relaxation. Findings. Using the derived formula for determining the amplitude of the resonance curve is constructed one-mass nonlinear system. It is established that the use of the proposed method of calculation will provide a sufficiently complete description of the damping parameters of rubber-metallic elements and at the same time be an effective means of calculating the amplitude-frequency characteristics of nonlinear vibration systems. Originality. The authors improved method of determining damping characteristics of rubber-metallic elements and the amplitudefrequency characteristics of nonlinear oscillatory systems by introducing the calculation algorithm of dependency, taking account of elastic-hereditary properties of rubber. Practical value. The use of integro-operator method with the use of fractional-exponential kernels of relaxation, thereby increasing the accuracy of the calculations of the damping parameters of rubber goods and the amplitude-frequency characteristics of nonlinear oscillatory systems and provide an opportunity to further optimize operation modes of vibratory equipment. Made with regard to the principle of heredity properties of rubber, rubber-elastic suspension units for vibratory feeder exclude the probability limit line speed in the low durability of suspension parts feeder.
Description
В. Дырда: ORCID 0000-0001-7961-1442; Ю. Овчаренко: ORCID 0000-0002-4306-4704; С. Ракша: ORCID 0000-0002-4118-1341; А. Черний: ORCID 0000-0003-0691-5829
Keywords
горные машины, эластомерные элементы, методы расчета, упруго-наследственные среды, гірничі машини, еластомірні елементи, методи розрахунку, пружно-спадкові середовища, mining machines, elastomeric elements, methods for calculating, elastic-hereditary media, КПММ
Citation
Динамика вибропитателей с нелинейной упругой характеристикой / В. И. Дырда, Ю. Н. Овчаренко, С. В. Ракша, А. А. Черний // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 2 (68). – С. 131–139. – doi: 10.15802/stp2017/100147.