Determination of the workflow of energy-saving vibration unit with polyphase spectrum of vibrations

Abstract

Розроблена нова схема збудження коливань робочих органiв блокiв вiбрацiйної установки на основi змiни фазових кутiв дебалансiв мiж собою. Реалiзацiя такої iдеї дозволяє за один оберт дебалансiв здiйснити ту кiлькiсть вiбродiй на технологiчне середовище, скiльки вiброблокiв має установка. Таким чином реалiзовано спектр частот, що значно пiдвищує ефективнiсть технологiчного процесу. Запропонована схема придатна для реалiзацiї рiзних процесiв iз зменшенням енерговитрат у порiвняннi з iснуючими конструкцiями вiбрацiйних машин. Розроблена конструктивна схема вiбрацiйної установки iз чотирма вiбрацiйними блоками. Вибрана математична модель на основi представлення параметрiв машини дискретними, а оброблювальне середовищеконтинуальними. Моделювання робочого процесу вiбрацiйної установки виконано на основi використання методу скiнченних елементiв. Скiнченно-елементна модель складена шляхом апроксимацiї всiх несучих елементiв, в тому числi i формо утворюючої поверхнi, двовимiрними скiнченними елементами. Вiброiзоляцiйнi опори та пружнi елементи моделi прийнятi тривимiрними, так як процеси, що протiкають в таких елементах конструкцiї, є бiльш складними з точки зору розсiяння енергiї. Дослiджений робочий процес енергоощадної вiбрацiйної установки, що реалiзує полiфазнi коливання. Складенi рiвняння руху такої системи та визначенi амплiтуди та частоти коливань, що визначають цей рух. Здiйснена оцiнка розподiлу амплiтуд коливань по периметру рами, закрiпленої на вiбрацiйних блоках вiброустановки. Визначено можливiсть ефективного використання полiфазного спектру коливань при виконаннi процесiв сортування та ущiльнення матерiалiв на основi реалiзацiї зсувних та нормальних напружень. Запропонована схема енергоощадної вiбрацiйної установки та визначенi параметри вiдкривають реальну можливiсть для використання в рiзних галузях. Отриманi результати використанi при проектуваннi енергозберiгаючої конструкцiї вiброустановки iз врахуванням фазових кутiв для ущiльнення технологiчних середовищ Ключовi слова: вiбрацiйна установка, вiброблок, дебаланс, модель, фазовi кути, амплiтуди, частоти i форми коливань

Determining the regions of stability in the motion regimes and parameters of vibratory machines for different technological purposes

“…Constantly improving, technology encourages the research and development of the motion theory and the methods for designing vibration systems and machines. Work [1] devised a new scheme for exciting the oscillations of the working bodies of vibratory machine units based on changing the phase angles of unbalanced masses. The implementation of such an idea allowed for one spin of the unbalanced mass to execute the number of vibration effects on the manufacturing environment in proportion to the quantity of vibratory units that the installation is equipped with.…”

“…2). In the forward direction, these may include compacting processes [1,16]; in the opposite directionthe processes of vibroacoustic treatment of liquid environments [6,8].…”

“…where E is the elasticity module; ρ is the environment density. The state of elastic perturbation would propagate over a distance of l during [1]:…”

“…This assumption is the following condition for choosing a mathematical model. Thus, one subsystem of the system is capable of accumulating the energy that transfers from one form to another (reactive resistance), while the second -energy scattering (active resistance) [1]. Such assumptions underlie the movement equations of a vibratory machine, taking into consideration the manufacturing loading.…”

“…Following the approach of studies [1] and [8], and by omitting the intermediate operations, we obtain analytical expressions to determine the mass of the environment in the corresponding parts of the period:…”