Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Интенсивное внедрение вибрационных процессов в промышленность требует развития методов анализа сложных динамических систем, вибрационных машин, разработки экспериментальных методов исследования технологических вибрационных процессов. В связи с увеличением размеров конструкций, повышением быстроходности машин, ужесточением санитарных и технологических требований к допустимым уровням колебаний весьма актуальной является проблема защиты от негативных проявлений вибрации.
Борьбу с вибрацией, в основном, осуществляют уменьшением вибрации в источнике ее возникновения. Однако в большинстве случаев, спектр внешних воздействий со стороны силовой установки и окружающей среды настолько широк, что все источники вибрации предугадать не представляется возможным. Тогда применение виброизоляторов является единственным способом виброзащиты, которая сводится к решению частных задач, учитывающих конкретные технические решения.
Чтобы предотвратить возможные вредные последствия повышенных вибраций (шумовое загрязнение окружающей среды, вредное воздействие на здоровье людей, выход из строя напряженных элементов конструкций из-за усталостных повреждений, снижение надежности работы, отказы высокоточной техники и аппаратуры), необходимо уже на стадиях проектирования предусматривать средства защиты.
Основные направлення в области виброгашения связаны с оптимизацией параметров и оценкой эффективности виброзащитных систем (ВЗС) в стационарных и переходных режимах при различных динамических воздействиях, изучением эффективности усложненных и нелинейных систем, обоснованием рациональной области их применения для реальных конструкций, разработкой новых технических решений ВЗС, обладающих требуемыми динамическими качествами, применением ВЗС и инженерной практике.
Указанные аспекты определяют актуальность исследований динамики процессов виброзащиты и разработки технологического виброоборудования на основе этих исследований.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом РАН I.II.I" Теория машин и систем машин".
Цель работы: повышение эффективности виброзащитных систем путем определения их оптимальных параметров на основе разработки методики расчета для случая асимметричных режимов колебаний технологических вибромашин.
Для достижения заданной цели требуется решение следующих задач:
разработка обобщенной двухмассовой динамической модели движения виброзашитной системы с учетом внецентренного приложения возмущающих сил;
выявление особенностей поведения динамических систем на основе вычислительного эксперимента при различных видах силовых характеристик упругих элементов;
оптимизация параметров процесса виброзащиты по технологическим критериям качества;
разработка инженерной методики расчета виброзащитных систем на основе пакета прикладных программ;
- разработка конструкции виброзащитных систем для мини-
комплексов сортового помола зерна;
- разработка рекомендаций по применению виброзащитных систем,
обладающих требуемыми динамическими качествами.
Методика исследования. Динамическая модель виброзащитной системы построена на основе законов теоретической механики, динамики машин, теории нелинейных колебаний. Для анализа динамики системы применяются различные численные методы: интегрирования систем дифференциальных уравнений, гармонического анализа получаемых законов движения. Экспериментальные исследования динамики
системы проводились на лабораторных и промышленных образцах вибрационных стендов с использованием различной виброизмерительной и анализирующей аппаратуры.
Достоверность научных положений, сформулированных в работе, подтверждается хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Научная новизна. Разработана обобщенная двухмассовая динамическая модель движения виброзащитной системы с учетом асимметричных режимов колебаний и внецентреного приложения возмущающих сил, позволившая выявить область параметров, обеспечивающих минимальные амплитуды поворотных колебаний системы. Показана возможность получения квазипоступательного движения системы путем соответствующего выбора значений параметров и силового возбуждения.
* Выявлены особенности поведения динамических систем при различных видах силовых характеристик упругих элементов. Показано, что главным фактором, влияющим на собственную частоту ромбовидной виброзащитной системы квазннулевой жесткости является длина образующих ромба.
Разработана методика параметрической оптимизации процесса виброзащиты по технологическим критериям качества. С ее помощью определена конструкция внброзащнтной системы для мини-комплекса сортового помола зерна.
Практическая ценность. Разработан пакет программ по расчету нелинейных колебаний пиброзащнтных систем при различных режимах внешнего возбуждения и различных видах силовых характеристик упругих элементов. Предлагаемая методика расчета использовалась при разработке и создании виброзащитной системы для мини - комплекса сортового помола зерна У12-БМС. Выполненные на ее основе расчеты прогнозируемых величин виброскорости имеют удовлетворительную сходимость с экспериментальными значениями, полученными путем проведения испытания промышленного образца мини - комплекса. По сравне-
6 нию с применяемыми ранее виброопорами, уровень вибрации на рабочем месте снижен в 1,3 раза и доведен до требований, предъявляемых по ГОСТ 12.1.012-90; уровень звукового давления снижен в 1,7 раза и доведен до требований, предъявляемых ГОСТ 12.1.003-83. Внедрение этой внброзащитной системы способствовало существенному оздоровлению условий труда для работающих на мини - комплексе У12-БМС.
Реализация результатов работы. Результаты работы использовались при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводимых в Курском государственном техническом университете. На Курском АО "Спецэлеватормельмаш" внедрена система виброизоляции для мини -комплекса У12-БМС.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на всесоюзной научно - практической конференции " Эффективные средства защиты от действия локальной вибрации" (Челябинск, 1990 г.); всесоюзной конференции " Динамика конструкций при вибрационных и сейсмических нагрузках " (Севастополь, 1991 г.); международном экологическом форуме " Экологические проблемы виброзащиты человека " (Курск, 1995 г.); юбилейной научной конференции ученых КГТУ (Курск, 1995 г.); Курском городском семинаре по прикладной и теоретической механике (Курск, 1991 -1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь статей и тезисов докладов на конференциях.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, че
тырех глав, заключения, библиографического списка и приложений.
Основной текст изложен на страницах, включая 20 рисунков и 19
таблиц, список литературы, содержащий 105 наименований, а также приложения на 2 страницах.
Похожие диссертации на Исследование динамики виброзащитных систем с учетом плоского движения рабочего органа технологических вибромашин
