Топільницький Володимир Григорович. Динамічні процеси у вібромашинах для об'ємної обробки з дебалансним віброзбудником

Краткое описание

Топільницький Володимир Григорович. Динамічні процеси у вібромашинах для об'ємної обробки з дебалансним віброзбудником: Дис... канд. техн. наук: 05.02.09 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Львів, 2002. - 185арк. - Бібліогр.: арк. 159-168.

Топільницький В.Г. Динамічні процеси у вібромашинах для об’ємної обробки з дебалансним віброзбудником. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 динаміка і міцність машин. Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2002.
Дисертація присвячена дослідженню, на основі математичного моделювання, динамічних процесів, які відбуваються у вібромашинах під час об’ємної обробки виробів, з метою визначення впливу окремих параметрів машини та її сипкого середовища на фактори інтенсивності обробки виробів. У роботі розроблено методику моделювання та побудовано уніфіковану комплексну нелінійну модель системи вібромашина оброблювальне середовище”, яка складається із взаємозв‘язаних моделей руху контейнера (робочого органу) вібромашини з двома незалежнопривідними дебалансними віброзбудниками та його сипкого середовища. Модель дозволяє враховувати вплив фізико-механічних властивостей середовища та особливості його контакту з контейнером на характер руху середовища. Дослідження динамічних процесів проведено для перехідних та усталених режимів роботи вібромашини. Eкспериментальні результати підтвердили адекватність отриманої моделі реальним вібраційним процесам. Розроблено рекомендації щодо вибору кінематичних та конструктивних параметрів вібромашини для забезпечення найбільшого матеріалозняття з поверхні виробу, що обробляється, за одиницю часу.

1. Результати відомих теоретичних досліджень не завжди забезпечують адекватне відображення фізичних явищ, які відбуваються у вібромашині під час об’ємної віброобробки. Для повнішого описання процесу доцільно розглядати функціонування системи вібромашина-оброблювальне середовище”. Це вимагає створення комплексної моделі системи з урахуванням як руху контейнера, так і руху сипкого середовища та дослідження на її основі динамічних процесів у системі для визначення вагомості впливу параметрів, режимів роботи машини, властивостей її сипкого середовища на фактори інтенсивності обробки виробів.
Розрахунок, за допомогою отриманої комплексної моделі, амплітуди коливань, швидкості та пришвидшення довільної кількості точок контейнера вібромашини, можливість побудови траєкторій їх руху, дає змогу отримувати якісну і кількісну картину руху всього контейнера вібромашини та його сипкого середовища.
2. Здійснено моделювання руху контейнера вібромашини з двома незалежнопривідними дебалансними віброзбудниками та досліджено вплив геометричних і кінематичних параметрів на амплітуду коливань її робочого органу (контейнера) в перехідних та усталених режимах роботи. Отримані результати (залежності амплітуди коливань контейнера від конструкційних та кінематичних параметрів машини) можуть служити основою для вибору та призначення режимів обробки виробів.
За допомогою інтегрального критерію стійкості синхронного руху дебалансних віброзбудників дводебалансної вібромашини визначено умови їх самосинхронізації.
3. На основі розробленої моделі руху сипкого середовища (з використанням асимптотичних методів та апарату спеціальних Ateb-функцій), залежно від виду взаємодії шару середовища з робочим контейнером вібромашини (жорсткий, пружний, шарнірний), здійснено порівняння динаміки середовища з пружними та шарнірними моделями їх контакту з контейнером. Модель з пружним контактом у розрахунках пропонується використовувати при моделюванні процесу об‘ємного поверхневого вібраційного зміцнення деталей (оброблювальними тілами виступають металеві кульки); модель з шарнірним контактом при моделюванні процесу об‘ємного поверхневого вібраційного шліфування чи полірування деталей (оброблювальні тіла абразив). Враховуючи, що характер руху, густина середовища і взаємодія його частинок різні по його об‘єму, середовище можна аналітично описувати комбіновано у верхніх шарах використовувати моделі з крайовими умовами у вигляді пружного контакту середовища з контейнером, у нижніх шарах шарнірного контакту.
4. Для описання фізико-механічних властивостей різних типів сипких середовищ запропоновано степеневий або близький до нього закони зв’язку між деформацією шару середовища і напруженням у ньому. Встановлено, що рівень адекватності вибраної моделі руху шару середовища залежить від правильного вибору коефіцієнтів, які описують запропонований закон.
5. Досліджено нелінійні коливання шару середовища контейнера вібромашини та вплив нелінійності на адекватність моделі реальним процесам, що відбуваються в середовищі. Встановлено, що у нерезонансному випадку величина амплітуди коливань шару середовища не залежить від початкових умов і прямує до свого стаціонарного значення, яке визначається властивостями самого середовища. Резонанс, при швидкому проходженні через нього, впливає незначною мірою на розвиток амплітуди коливань шару середовища.
6. Визначено вплив фізико-механічних властивостей різних типів сипких середовищ та динаміки вібромашини на амплітудно-частотні характеристики середовища. Встановлено, що період власних коливань для середовища з показникомзростає із зростанням амплітуди коливань, для матеріалів середовищ з навпаки, спадає; для матеріалів, пружні характеристики яких відповідають лінійному закону Гука (), період коливань від амплітуди не залежить (результат відповідає класичному лінійному випадку).
7. Експериментальні дослідження підтвердили адекватність створеної комплексної моделі системи вібромашина оброблювальне середовище” реальному фізичному процесу віброобробки. Наведено рекомендації щодо вибору параметрів (величини жорсткості підвіски, маси, ексцентриситету та кутової швидкості обертання дебалансів, місця їх кріплення, розмірів контейнера вібромашини, кріплення підвіски на контейнері) для конкретної дводебалансної вібраційної машини, які забезпечують найбільш інтенсивну обробку виробів у ній.