МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Л. Н. Гумилева

Алтай Еркебұлан Алтайұлы

Выбор основных параметров ударно-вибрационной машины

(научно-педагогическое направление)

АСТАНА 2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Л. Н. Гумилева

Допущен к защите:

Ф.И.О (подпись)

«­__»_________2015г

Декан факультета

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УДАРНО-ВИБРАЦИОННОЙ МАШИНЫ

«МЕХАНИКА (6М060300»

Магистрант Е.А. Алтай

Научный руководитель М.Д. Алимжанов

к. т. н., доцент

Зав.кафедрой А.Г.Ибраев

Астана 2015

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………..……………………………………………...	4
Актуальность исследования…………………………………………………...	4
Цель и задачи исследования…………………………………………………..	5
Методы исследования…………………………………………………………	5
Полученные результаты, их новизна, научная и практическая значимость	5
Сведения о публикациях………………………………………………………	5
ОБЗОР РАБОТ ПО РЕЗОНАНСНЫМ УДАРНО ВИБРАЦИОННЫМ МАШИНАМ…………………………………………...	6
1.1 Общие сведения о виброуплотняющих машинах и областях их применения…………………………………………………………………..…	6
1.2 Динамика резонансных ударно-вибрационных маши……..……........	11
2. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ УДАРНО-ВИБРАЦИОННЫХ СИСТЕМ…	18
2.1 Обоснование расчетной схемы ударно-вибрационной системы с двумя степенями свободы на примере резонансной виброплощадки с центробежным и эксцентриково-шатунным приводами…………………..	18
2.2 Динамика ударно-вибрационной системы с двумя степенями свободы, на примере резонансной виброплощадки с центробежным и эксцентриково-шатунным приводами………………………………………	21
2.3 Анализ результатов исследования динамики вибрационной системы с двумя степенями свободы на примере резонансной виброплощадки с центробежным и эксцентриково-шатунным приводами……………………	36
2.4 Выводы по разделу………………………………………………….…….	37
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДВУХМАССНОЙ РЕЗОНАНСНОЙ УДАРНО-ВИБРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ДВУМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ…………………………………………………………………….	38
3.1 Расчет резонансной ударно-вибрационной системы с двумя степенями свободы на примере резонансной виброплощадки с центробежным и эксцентриково-шатунным приводами………………………………………..	38
3.2 Выводы по разделу………………………………………………………	46
3.3 Заключение………………….…………………………………..…………	47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….	48
ПРИИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………….	50

Введение

Резонансные вибрационные режимы составляют основу работы широкого класса машин и устройств самого различного функционального назначения. К ним относятся машины для уплотнения бетонной смесей, погружения и извлечение свайных элементов. Широкое распространение резонансных вибрационных машин объясняется их меньшей металлоемкостью и энергоемкостью по сравнению с нерезонансными. Это обусловлено способного резонансных машин выполнить заданную работу при существенно меньших вынуждающих силах, чем вибрационных типов. Эффективность резонансных вибрационных машин тем выше, а металлоемкость и энергоемкость тем ниже, чем больше коэффициент резонансного усилия. Однако при этом машина становится чувствительной к изменениям внешних воздействий, в частности к изменениям величины присоединяемой массы, частоты вынуждающей силы и т.д. В машинах с остро резонансной настройкой и высоким коэффициентом резонансного усиления колебаний, даже при незначительных изменениях внешних воздействий амплитуда колебаний рабочего органа может снизиться настолько, что они не смогут выполнять заданных функций. В этом кроется основной недостаток машин указанных типов. Без устранения этого невозможно добиться повышения эффективности их работы. В последние годы созданы резонансные, в том числе ударно-вибрационные машины с малым внутренним рассеяниям энергии, позволяющие снизить энергоемкость за счет реализации больших коэффициентов резонансного усиления. Это в свою очередь более остро ставит проблему стабилизации заданного режимы работы системы. Система автоматического регулирования резонансных вибрационных машин позволяет осуществить поддержание или изменение по заданной программе любого регулируемого параметра: смещение, скорости или ускорения с заданной точностью. В качестве регулирующего воздействия могут быть использованные частоты вынуждающей силы, жесткость упругой системы, статический зазор между рабочим органом и ограничителем и т.д. Чем ближе к резонансу построена система, тем эффективным становится ее применение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, списка использованной литературы и приложения.

Работа изложена на 51 страницах компьютерного текста и содержит 14 рисунков. Список использованной литературы состоит из 31 наименований.

Актуальность исследования.

Современные технологии процессов вибротранспортировки, для уплотнение бетонных смесей, погружение и извлечение свайных элементов, машинами и оборудованием способными максимально снизить металлоемкость и повысить производительность, являются актуальным вопросом.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является определение основных параметров ударно-вибрационной системы на примере, резонансной виброплощадки с центробежным и эксцентриково-шатунным приводами для формования железобетонных конструкций.

В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

1. Обоснование возможности применения фазового регулирования для двухмассных резонансных ударно-вибрационных машин с упругими ограничителями, путем компьютерного моделирования фазовых соотношений при изменении в некотором диапазоне параметров.

2. Теоретически определить зависимость угла сдвига фаз между вынуждающей силой или ускорением колебаний двухмассных ударно-вибрационных машин в резонансном режиме работы от их основных параметров.

3. Дать рекомендации для фазового регулирования ударно-вибрационных резонансных машин с двумя степенями свободы.

Методы исследования. Численное интегрирование дифференциальных уравнений движения с помощью программного обеспечения, реализующего метод Адамса, с последующим выделением периодического движения, который автоматически собирает устойчивые решения и позволяет найти все необходимые характеристики.

Полученные результаты, их новизна, научная и практическая значимость. Найдены зависимости сдвига фаз от отношения коэффициентов жесткости упругих ограничителей и постоянных упругих связей. Практическая значимость заключается в разработке методики выбора определение основных параметров двухмассных ударно-вибрационных машин, позволяющие повысить работоспособность.

Сведения о публикациях.

Результаты исследований были представлены в докладе на секционном заседании секции «Механика» V Республиканской студенческой научно - практической конференций по математике, механике и информатике и опубликованы в республиканском издании. Также получен диплом на международной научно-практической конференции «Стратегия инновационного развития агропромышленного комплекса» в Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С. Мальцева (25-26 апреля 2013) с темой доклада: «К анализу моделей вибрационных машин».