Устройство для возбуждения колебаний
Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения различных механических конструкций и для привода вибрационных машин , где необходимо постоянство амплитуды колебаний при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах подвесных вябровозбудителеи. Поддержание резонансного режима колебаний в широком интервале частот Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения различных механических конструкций и для привода вибрационных машин , где необходимо постоянство амплитуды возбуждаемых колебаний при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах подвесных вибровозбудителей. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот. при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах упругой подвески вибровозбудителя обеспечивается за счет того, что возбуждение производят двумя вибровозбудителями, вынуждающие силы которых действуют в одной линии, а фазы выбираются в пределах 0 - 180°, причем резонансная частота одного из вибровозбудителей ниже, а другого выше частоты вынуждающей силы. В результате взаимодействия двух электромагнитных вибровозбудителей при соответствующем выборе фаз колебаний и резонансных частот их упруго подвешенных частей, расширяется резонансный пик амплитудночастотной характеристики, т.е. амплитуде резонансных колебаний стабильна в некотором интервале частот. Тем самым поддерживается энергетически выгодный резонансный режим при изменяющейся частоте вынуждающей силы и жесткости упругих элементов подвески подвижных частей вибровозбудителей . Это позволяет отказаться от схем автоматического поддержания резонансных колебаний, вследствие чего упрощается схема управления. 3 ил. На фиг.1 приведена блок-схема устройства для возбуждения колебаний; на фиг.2 - динамическая модель схемы возбуждения; на фиг.З - расчетные графики амплитуд колебаний возбуждаемой массы при различных углах сдвига фаз между возбуждающими напряжениями вибровоэбудителей и при различных сдвигах собственных частот вибровозбудителей (проценты от средней частоты интервала): а - I 0,1 - 0; 2-10%; 3-20%; б-1 1-5%; 2-0; 3-15%; 4-10%; в-1-я/21-20%:2-10%:3-0. 1Л о Јь 00 СП X О
СОК)3 СОВЕ 1СКИХ
СОЦИАЛ ИС1ИЧГ СКИХ
РEГГ1УБЛИК
ГОСУДЛРСТОЕННЫИ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф IGa (,П (21) 4442760/10 (22) 20.06.88 (46) 15.05.91, Бюл.%18 (71) Каунасский политехнический институт им, А. Снечкуса (72) Р.A.Áçpàóñêàc, В,Г.Елезов, О.И,Ковалевич, К.М. Рагульс кис и Б.Б.Стул ь пинас (53) 534.232 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1335324, кл. В 06 В 1/04, 1985. Вибрационные машины в строительстве и производстве строительных материалов: Справочник, /Под ред. В.А,Баумана и др. — М.: Машиностроение, 1970, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения различных механических конструкций и для привода вибрационных машин, где необходимо постоянство амплитуды колебаний при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах подвесных вибровозбудителей. Поддержание резонансного режима колебаний в широком интервале частот Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения различных механических конструкций и для привода вибрационных машин, где необходимо постоянство амплитуды возбуждаемых колебаний при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах подвесных вибровозбудителей. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот. „.,5U,, 1648576 A l при изменяющейся частоте возбуждающего напряжения и изменяющихся параметрах упругой подвески вибровоэбудителя обеспечивается за счет того, что возбуждение производят двумя вибровоэбудителями, вынуждающие силы которых действуют в одной линии. а фазы выбираются в пределах 0— 180О, причем резонансная частота одного из вибровозбудителей ниже, а другого выше частоты вынуждающей силы. В результате взаимодействия двух электромагнитных вибровозбудителей при соответствующем выборе фаз колебаний и резонансных частот их упруго подвешенных частей, расширяется резонансный пик амплитудночастотной характеристики, т.е, амплитуде резонансных колебаний стабильна в некотором интервале частот, Тем самым поддерживается энергетически выгодный резонансный режим при изменяющейся частоте вынуждающей силы и жесткости упругих элементов подвески подвижных частей вибровозбудителей. Это позволяет отказаться от схем автоматического поддержания резонансных колебаний, вследствие чего упрощается схема управления. 3 ил. На фиг.1 приведена блок-схема устройства для возбуждения колебаний; на фиг.2— динамическая модель схемы возбуждения; на фиг.3 — расчетные графики амплитуд колебаний возбуждаемой массы при различных углах сдвига фаэ между возбуждающими напряжениями вибравоэбудителей и при различных сдвигах собственных частот вибровозбудителей (проценты от средней частоты интервала): а — 1 = 0,1 — 0; 2-10 ; 3 — 20%; б — — - 1 5% 2 — 0 3 — 15% 4-10% в — 1-к/2 1-20%; 2 — 10%; 3 — О. 1648576 Устройстводля возбуждения колебаний (фиг.1) содержит два вибровозбудителя 1 и 2, источник 3 возбуждающего тока и фазовращатель 4. Первый 1 и второй 2 вибровозбудители установлены соосно и жестко соединены один с другим и прикреплены к возбуждающему обьекту 5, первый вибровоэбудитель подключен непосредственно к источнику возбуждающего тока, а второй— через фазовращатель. Колебательная система устройства представляется динамической моделью (фиг.2) и описывается следующей системой дифференциальных уравнений: М х+ h x + С х + С1(х — х1) + С2 {x — х2) + + h1 (х х1) + h2 (x — х2) = F1 $1п {и t + 1) + + F2 sln&t m1х1+ h1{х1 — х)+ С1 (х1 х) = F1x х s in (Co t + I), m2 х2 + h2 (Х2 — х1) + С2 (х2 — х) = — Е2 х х s1n c0t, где М, m1, m2, С, С1. С2. h, h1, h2 — массы, коэффициенты жесткости и демпфирования упругих элементов возбуждаемой конструкции и подвижных частей первого и второго вибровозбудителей соответственно; F1 и Е2 — амплитуды сил первого и второго вибровозбудителей соответственно; 1 — угол фазового сдвига. При рассчетах и на графиках амплитуды принята амплитуда колебаний массы при силовом воздействии только одного вибровозбудителя при заданной электромагнитной силе F1, принимая при этом, что сила второго вибровозбудителя Е2 = О, а упруго подвешенная масса m2 бесконечно мала. Жесткости подвески масс динамической модели при рассчетах выбраны так, что при1=0 собственные частоты упруго подвешенных масс вибровоэбудителей равны а 1 = аЪ2 = в п1(рад/с), а собственная частота возбуждаемой массы на порядок ниже, т.е. абаз = - n (рад/с), где n — выбирается произвольно. Анализ рассчетных кривых, приведенных на фиг.3, показывает, что при совпадении собственных частот вь1 = ео2 упруго подвешенных масс m1 и т2 амплитуда суммарных колебаний массы М достигает самых высоких значений при угле фазового сдвига p = О, т.е., когда массы mt и m2 колеблятся в фазе, и постепенно уменьшается при изменении ф от О до л и практически отсутствуют при 1- л; При постепенном увеличении интервала расстройки собственных частот аЬ1 иаЬ2 упруго подвешенных масс е1и m2 амплитуда суммарных колебаний снижается с одновременным расширением пика амплитудно30 55 частотной характеристики возбуждаемой массы М и имеет максимальную величину при р =л/4 и расстройке 0+1 и в,2 íà 5 . Минимальная амплитуда суммарных колебаний и максимальная ширина (до 20 от средней частоты интервала расстройки) пика амплитудно-частотной характеристики колебаний возбуждаемой конструкции массой M получается при р =л, т.е. при противофазных колебаниях упруго подвешенных масс вибровозбудителей. Кроме того, по мере увеличения расстройки оЬ1 и вд в пике амплитудно-частотной характеристики появляется впадина, которая также зависит от величины фазового сдвига, а самая высокая неравномерность пика получается и ри p= О, При анализе кривых (фиг.3) с учетом ширины пика, его амплитуды и неравномерности амплитуды пика оптимальным вариантом является режим при р =л/4, где при расстройке 5 — 10 ширина пика изменяется 6 — 10 (при частоте питающего напряжения 50 Гц составляет 3 — 5 Гц) с неравномерностью амплитуды до 12, что вполне удовлетворяет трбованиям систем с резонансным возбуждением при питании от се- ти переменного тока (частота изменяется 50 + 0,5 Гц). В системах, где частота питающего напряжения или жесткость подвески вибровозбудителей изменяется в более широких пределах, целесообразно использование режима p = О, где ширина пика достигает 20% при неравномерности амплитуды около 20 . Вследствие применения двух вибровозбудителей, силы которых действуют в одной линии, а фазы возбуждающего напряжения выбираются в пределах Π— 180 градусов, осуществляется управление шириной пика амплитудно-частотной характеристики возбуждаемой конструкции. Например, при изменении расстройки до 20 и фазового сдвига между возбуждающими напряжениями вибровозбудителей от О до 180 градусов, ширина пика амплитудно-частотной характеристики изменяется от 2,57 до 20 от частоты возбуждающего напряжения (выбирается в середине интервала расстройки), а глубина регулирования амплитуды колебаний достигает 50 без изменения питающего напряжения, Если значения изменения частоты питающего напряжения и жесткости подвески упруго подвешенных масс вибровозбудителей заданы, соответствующим выбором параметров расстройки и угла фазового сдвига обеспечивается энергетически выгодный режим возбуждения. 1648576 Формула изобретения Устройство для возбуждения колебаний, содержащее источник возбуждающего тока и вибровозбудитель, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, оно снабжено по меньшей мере одним дополнительным вибровозбудителем. установленным соосно с ос- нованием и жестко с ним соединенным, а также фазовращателем, включенным между источником возбуждающего. тока и дппол5 нительным вибровозбудителем, при этом основной и дополнительный вибровозбудители выполнены с различными резонансными частотами.. 1648576 f,2 07 11 7 /1 Составитель С.Карпачев Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор T.Ìàëåö Редактор И.Горная Производственно-издательский комбинат "Патент"„г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1480 Тираж 294 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
