Введение к работе
. Актуальность темы.Колебательные процессы в электромеханических системах (ЭМС) широко применяются в современной технике. Разработка и создание устройств, использующих колебания представляют большой интерес для химической, горнодобывающей, машиностроительной и других отраслей промышленности. Такие устройства широко применяются в производстве строительных материалов для транспортирования и одновременно технологической обработки сыпучих грузов, в сельском хозяйстве и т.п.
Наиболее аффективным источником колебаний (вибраций) во многих случаях является электромагнитный вибровозбудитель (ЭМВВ).
Непосредственное преобразование электрической энергии в механическую энергию колебаний открывает возможность разработки уотройств, управляемых электрическими методами. Известно, что ЭМВВ в основном работают в резонансном режиме, что позволяет их использовать с наибольшей эффективностью. Однако разработка их задерживается недостаточностью теоретических исследований и отсутствием методики расчета. Объясняется это сложностью воздействия нелинейных ЭМВВ и источника питания ( инвертора^усилителя ) на вибрационные процессы, нелинейной зависимости амплитуды и фазы вибрации от параметров системы (массы, коэффицента трения, жесткости пружин, напряжения, сопротивления и т.д. ^неустойчивых режимов, возникающих при переходе через резонанс. Нелинейный характер изменения индуктивности от зазора оказывает большое влияние на колебательные процессы в ЭМВВ, проявляющиеся изменении амплитуды и частоты при резонансных явлениях. Изучение этих явлений представляет определенный интерес при разработке ЭМВВ. Введение обратной связи, управляющей частотой выходного напряжения источника, питающего ЭМВВ, позволит автоматически подстраивать частоту вибрации к частоте резонанса и поддерживать амплитуду и следовательно производительность устройства.
Методы исследования. Теоретические исследования проводились методами Ван-дер-Поля и Пуанкаре. Достоверность полученных результатов проверялись численным методом анализа на ЭВМ. Устойчивость колебательных процессов в ЭМВВ иссле-: довались методами Рауса-Гурвица и интегральным критерием. Методика инженерного расчета основана на энергетических соотношениях, учитывающих нелинейность изменения индуктивности от зазора. Аналитически полученные зависимости проверены экспериментальными исследованиями опытной установки.
Научная новизна. Разработана математические модели ЭМВВ, учитывающие нелинейный характер изменения индуктивности от зазора. Получены решения для амплитуды, фазы и постоянной состовляющей виброперемещения при питании от источника сину- . социального напряжения и генератора прямоугольных импульсов в неавтономном режиме колебаний. Определены условия устойчивости вынужденных колебаний для однотактного и двухтактного ЭМВВ. Экспериментально установлена и аналитически доказана возможность срыва вынужденных колебаний и возбуждения кратных субгармонических колебаний, связанная с иелинейным характером изменения параметра в ЭМВВ. Для исключения срыва вынужденных колебаний при изменениях расстройки в системе разработана схема управления режимом колебаний в ЭМВВ с обратной связью по фазе. Предложен метод инженерного расчета вибровозбудителя через энергетические соотношения, учитывающий нелинейность изменения индуктивности от зазора, позволявший проектировать' рациональною' форму и размеры ЭМВВ.
Практическая ценность работы.заключается в усовершенствовании алгоритма решения нелинейных уравнений электромагнитного вибровозбудителя, позволяющего уточнить основные параметры ЭМВВ, работающих в околорезонансных режимах, и повысить производительность конкретных виброустановок.
Предложенная схема управления режимом колебаний в ЭМВВ может быть использована в устройствах для поддержания заданного технологического процесса.
Разработанная методика расчета позволяет улучшить массо-габаритные показатели ЭМВВ при проектировании вибросистем.
Предлагаемый в диссертации стенд для измерения механических сил в переменном магнитном, поле может быть использован в научно-исследовательской и учебной работе кафедры.
Реализация результатов работы в промышленности. Разработан и принят к внедрению в качестве технологического оборудования в промышленном птицеводстве электромагнитный вибрационный сводообрушитель для кормораздаточного бункера'. Главный техникоэкономический эффект состоит в механизации процесса непрерывной выдачи продукта из бункера и его экономиии.
Экономический эффект от внедрения на птицефабрике Средне-чирчикского района в количестве 61 шт. согласно расчету составит 198283 руб.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Республиканской научно-технической конференции по проблемам эффективного использования электрической и тепловой энергии в машиностроении Узбекистана (Ташкент,ноябрь 1989г.) и на Республиканской научно-технической конференции по проблемам вибрационных систем (Ташкент, июнь 1990г.).
Публикация.По теме диссертационной работы опубликованы три статьи и,два тезиса докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав основного содержания, заключения, приложений, библиографического списка из 97 наименований и содержит 103 страницы основного машинописного текста и рисунков на 31 страницах и одной таблицы.
