Динамика виброударных режимов электромагнитного вибропривода с качающимся якорем тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

На правах рукописи

с г- ■

ЛУКИН Леонид Валерьевич

ДИНАМИКА ВИБРОУДАРНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВИБРОПРИВОДА С КАЧАЮЩИМСЯ ЯКОРЕМ

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск 1993

Работа выполнена в Курском государственном техническом университете на кафедре теоретической механики. Научный руководитель > доктор технических наук, профессор

ЯЦУНС.Ф.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ПАНОВКО Г.Я. (г. Москва); кандидат физико-математических наук СОКОЛОВ В.С. (г. Курск). Ведущая организация: в/ч 25714 (г. Курск).

Защита состоится 15 апреля 1998 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 064.S0.01 при Курском государственном техническом университете (305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по трасу 305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94, к. 218, ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан "/У" 1998 г.

Учений секретарь доессртагзюшгого соют

-С.ОЛцу;;

■ Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Активная разработка и внедрение ручных вибрационных технологических машин требуют развития методов анализа и расчета данного оборудования, разработки экспериментальных методов исследования технологических вибрационных процессов. При разработке вибрационной техники приходится находить решения сложных задач динамики вибрационных машин и процессов, поэтому теоретические исследования в этой области играют значительную, нередко определяющую роль.

Одной из самых важных задач расчета вибропривода является получение необходимого режима колебаний, который должен быть регулируемым, потому чю правильный подбор его параметров существенно увеличивает производительность вибропривода, снижает вредные воздействия вибрации (шумовое загрязнение окружающей среды, воздействие на здоровье людей, снижение отказоустойчивости оборудовать и т.п.).

В ряде случаев в конструкциях виброприводов ручных машин в качестве источника колебательного движения используются электромагнитные впбронрнполы с поступательно движущимися или качающимися якорями, под которыми понимаются якоря, совершающие вращательное или плос-копараллельиое движения в зависимости от типа налагаемых на якорь связей.

В машинах данного типа для ограничения перемещения движущихся элементов и реализации регулируемого полигармоннчсского закона движения рабочею органа находят применение вязкоупругне ограничители, ни отопленные нз наполненных полимерных материалов. Экспериментальные исследовании поведения образцов из таких материалов обнаруживают нелинейную зависимость между напряжением, возникающим в вязкоупру-гих элементах, и их деформацией. Установлено, что на данную зависимость существенно влияет история и способ деформирования образца. В связи с этим исследование характеристик вязкоупругих ограничителей необходимо проводин, с учетом реологических свойств материала.

Указанные аспекты определяют актуальность .«.'следований динамики вибрационных машин подобного типа и разработки на основе результатов -л их исследовании рекомендаций к проектированию оборудования.

Цель работы: повышение эффективности электромагнитных вибро-приг.одов с качающимся якорем и вязкоупругииц ограничителями на основе результатов исследований динамики виброударпых режимов в зависимости от параметров упругой системы привода и характеристик вязко-упругих ограничителей.

Для достижения заданной цели требуется решение следующих основных задач:

- разработка математической модели электромагнитного вибропри-

вода с качающимся якорем;

- разработка модели вязкоулругих ограничителей с учетом реологических характеристик материала;

- выявление особенностей поведения вибропривода на основе численного эксперимента при различных характеристиках упругой системы привода и реологических параметрах вязкоулругих ограничителей;

- разработка пакета программ по определению реологических параметров модели вязкоулругих ограничителей на основе экспериментальных данных деформирования ограничителей, численному моделированию поведения электромагнитного вибропривода с качающимся якорем и вя!ко-упругими ограничителями, параметрической оптимизации электромагнитного вибропривода;

• разработка рекомендаций по расчету и проектированию электромагнитных виброприводов с качающимся якорем, обладающих требуемыми динамическими характеристиками.

Методика исследования. Динамическая модель элекгромагнитного вибропривода построена на основе законов теоретической механики, электротехники, динамики машин, теории нелинейных колебаний. Динамическая модель вязкоупругнх ограничителей построена на основе теории наследственной механики. Для анализа динамики системы применялся численный метод решения системы нелинейных интегро-дифференциальных уравнений второго порядка. Экспериментальные исследования динамики электромагнитного привода и вязкоупругкх ограничителей проводились с использованием различной виброизмерительиой, тензометричсской и анализирующей аппаратуры.

Научны^ положения, выдвигаемые на защиту;

1. Реологические свойства элементов, изготовленных из наполненных полимерных материалов, моделируются методами наследственной механики. Функциональная зависимость реакции вязкоулругих ограничителей из таких материалов на деформацию адекватно описывается методой ядра релаксации наследственной механики.

2. Реологические параметры модели ядра релаксации, а также параметры зависимости мгновенной жесткости от деформации, определяются из кривых релаксаций, полученных в результате квазнстатичсского деформирования ограничителен, и достоверно описывают динамическое поведение вязкоулругих ограничителей.

3. Реологические параметры модели поведения ограничителей и параметры зависимости мгновенной жесткости ограничителей от деформации существенно зависят от величины этой деформации и геометрических характеристик вязкоулругих ограничителей. Данные зависимости носят нелинейный характер. * .

Основные научные результаты диссертации получены на основе использования апроб52роваш1ых метод оэ механики, экспериментальных методов но ледовашш и чнслсшшх иетодоа прикладкой математики.

Достоверность научных положений, сформулированных в работе, подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Научная иотпна. Разработана динамическая модель реакции вязко-упругих ограничителей в терминах наследственной механики с учетом реологических свойств материала ограничителей. Показано, что реологические параметры вязкоуиругих ограничителей существенно зависят от деформации материала н их геометрических характеристик.

Разработана динамическая модель электромагнитного вибропрнвода с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями с учетом влияния технологической нагрузки и особенностей триботехнических характеристик поверхностей трения.

Разработана методика и предложена структурная схема численного интегрирования интегро-дифференциальных уравнений поведения электромагнитного вибропривода с качающимся якорем н вхзкоупругнми ограничителями.

Выявлены особенности поведения данной динамической системы. при различных характеристиках упругих и вязкоупругих элементов, технологической нагрузки и частоты тока питания электромагнитного вибропривода.

Разработана методика параметрической оптимизации динамической системы по технологическим критериям качества.

Практическая ценность. Разработан пакет программ по определению реологических параметров численной модели вязкоупругих ограничителей на основе -жемернмешальных данных деформирования ограничителей, численному моделированию поведения элекгромагнитного вибропрнвода с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями, параметрической оптимизации хзеюромаппгтого вибропрнвода. Выполненные с помощью данного пакета программ расчеты динамических параметров вибропрнвода имеют хорошую сходимость с экспериментальными значениями, полученными путем проведения испытаний на опытном образце.

Па основе выявленных особенностей поведения вибропрнвода при различных характеристиках упругих элементов и рс алогических параметрах вязкоупругих ограничителей сформулированы рекомендации по расчету и проектированию электромагнитных вибронрнводов с качающимся якорем, обладающих требуемыми динамическими характеристиками.

Реализация работы, Результаты исследований использованы при проектировании изделий вибрационной техники в НПО "ВМТ" (г.Курск), в учебном процессе на кафедре теоретической механики Курского государственною технического университета при подготовке методических указаний и учебных пособии но курсам "Теоретическая механика", "Теория механизмов и машин", а также в научно-исследовательской лаборатории "Вибротехника" при разработке и проектировании вибрационной техники.

Дн11обацич_рабогьг Основные результаты работы локлалывались на

Международном Экологическом Форуме "Современные экологические проблемы провинции" (Курск, 1995); XXIV Международной школе ученых-механиков (С-Петербург, 1996); III Международной конференции "Вибрационные машины и технологии" (Курск, 1997); Курском городском семинаре по прикладной и теоретической механике (Курск, 1995-1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст состоит из 119 стр., включая 44 рисунка и 16 таблиц, список литературы, содержащий 104 наименования, а также приложение на 54 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснрвывается актуальность диссертации, кратко изложено основное содержание работы и показана ее практическая ценность.

В первой главе дан анализ составных частей технологических вибромашин, рассмотрены области применения и технические требования, предъявляемые к ним. Рассмотрены классификация, основные схемы и принципы действия виброприводов. Приведены основные модели, описывающие поведение вязкоупругих элементов виброприводов. Рассмотрены особенности конструкции виброприводов на основе электромагнитного нрякода с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями. Сформулированы цели и задачи исследования.

Конструкции первых вибромашин появились на прочном теоретическом и экспериментальном фундаменте, созданном главным образом отечественными учеными, такими как Алабужев П.М., Бабицкий В.И., Блех-ман И.И., Внба Я.А., Ганиев Р.Ф., Гончаревич И.Ф., Закржевскнй М.В., Кобринский А.Е., Крюков Б.И., Лавендел Э.Э., Нагаев Р.Ф., Пановко Г.Я., Пановко Я.Г., Потураев В.Н., Рагульскис K.M., Рагульскинс В.Л., Ряшенцев Н.П., Фролов К.В., Хвингия М.В., Ходжаев К.Ш., Червоненко А.Г., Яцун С.Ф и многими другими, а так же зарубежными учеными Р.Юнгом, В.Кралем, Т.Олесеном, С.Бетчером и др.

В настоящее время в изделиях бытовой техники, в частности в ручных вибрационных машинах, находит широкое применение электромагнитный вибропривод с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями, наличие которых приводит к возникновению виброударных режимов работы привода. Эти режимы по сравнению с безударными более устойчивы, позволяют создавать большие рабочие усилия, значительно увеличивая мощность привода при тех же характеристиках упругой системы, позволяют производить механическую регулировку параметров движения якоря относительным перемещением ограничителей. г

Такой внбропривод имеет также ряд иных преимуществ по сражению с дру л?.:п рассмотренными в работе конструкциями, что обеспечивает

низкую себестоимость электромагнитного вкбропрквода с качающимся якорем, позволяет при малых габаритах и минимальной мощности получать высокие динамические параметры колебаний якоря и оптимальное значение коэффициента полезного действия привода.

Рассмотрены различные модели реологических тел, использующиеся в классической механике для описания упругих, вязкоупругих и других элементов. Обзор проведенных ранее исследований показал, что при построении различных моделей виброприводов для описания поведения ограничителей, изготовленных из полимерных наполненных материалов, как правило, использовалась модель Кельвина-Фойхта. При этом не учитывался ряд существенных реологических свойств материала ограничителя..

Для построения математической модели поведения вязкоупругих элементов из таких материалов при различных типах нагруггн:« рассмотрены модели теории наследственной механики, ссновошсй на лилейных операторах Вольтерра. •

Сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе разработаны математическая модель электромагнитного вибропривода с качающимся якорем и модели вязкоупругих ограничителей. Проведен сравнительный анализ моделей вязкоупругих ограничителей, выявлены области их рационального использования.

На основе расчетной схемы электромагнитного вибропривода с качающимся якорем и пязкоупругнми ограничителями (рнс.1) записана математическая модель привода, основанная на уравнениях Лагранжа - Максвелла, которая позволяет учитывать влияния технологической нагрузки и триботсхиичсских особенностей поверхностей трети: Jo.fi = Л/, + МР + А/т + Мщ + Мс;

Ф

Ф =£(/)-/?—г 16 г2

(\Sa<p + 7h<p) , „ -г-+ «с

0)

где <р- угол поворота якоря;

Jet - момент инерции якоря электромагнита относительно

вращательной кинематической пары О; Л/, - электромагнитный момент на якоре электромагнита; Мр = Кр(<р>ф)-1 - момент силы сопротивления Rr(<p,<p) рабочего

штока внбропрнвода;

Л/й1 =

=

ДдМОИ. . момсит силы реакции Я,(р(/)) 0. <Р £ <Ртн сферического ограничителя;

^((KOVi. Р<<Рп,т - момент силы реакции Д2(ф(0) 0, p'ipnn плоского ограничителя;

Рис.1. Расчетная схема электромагнитного вибропривода

с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями

Мс- момент силы упругости спиральной пружины; / - плечо силы сопротивления рабочего штока вибропривода;

- плечо силы реакции сферического ограничителя; ¡2-плечо силы реакции плоского ограничителя; Ф - эквивалентный магнитный поток; Е(1) - ЭДС источника питания электромагнита; R - активное сопротивление обмотки электромагнита; z - число витков обмотки электромагнита; а, Ь, Л - геометрические параметры сердечника; lie - магнитное сопротивление магнитопровода электромагнита; fjfi - магнитная постоянная.

Предложено выражение для электромагнитного момента с учетом неравномерности рабочего зазора между якорем н статором, распределения магнитного потока на две ветви и коэффициента его рассеяния кр:

и 1 ^ У(18а + 7Л)

М = —Ф* ----

32 Sabft

(2)

Закон усилия Яр(<р,ф) на рабочем штоке зависит от конструкции

привода, его назначения н в каждый момент времени ыозкет быть определен с помощью вырохгенш:

где Fp{(p,tp) - усилие от технологической нагрузки;

Р„(ъф) - сила сухого трения между поверхностями рабочего штока и стенками направляющей втулки;

Fpi, (<р) = ср1(<рпр - ф) - сила упругости рабочей пружины, осуществляющей возвратное движения якоря привода;

<РгР - угол поворота якоря, соответствующий свободному состоянию рабочей пружины;

Но - коэффициент эффективной вязкости механической системы.

Для целей дальнейшего исследования в работе рассмотрен частный случай использования вибропривода в устройстве, предназначенном для перекачивания жидкости, так как исследуемый тип привода довольно часто используется в оборудовании подобного типа. Составлена расчетная схема рабочей зоны данного устройства, позволившая записать модель технологической нагрузки 1:р(<р,ф) на рабочем штоке вибропривода.

Для этого же случая определена сила FTP(<p,<p) сухого трети между поверхностями рабочего штока и стенками направляющей втулки привода. Поскольку величина этой силы в общем случае зависит от относительной скорости перемещения двух соприкасающихся поверхностей, то выражение для 1-'п.(<р,<р) записано на основе модели, предложенной Г.Я.Пановко. Данная модель позволяет учитывать падение силы трения в зависимости от скорости, что важно в связи с возможностью выявления автоколебательного характера движения. Параметры, входящие о модель трения, а так же коэффициент трения покоя, определены с учетом трнботехнических характеристик поверхностен трения.

Для выявления модели способной адекватно описать поведение вяз-коупругих ограничителей рассмотрены модель Кельвина-Фойхта, модифицированная введением нелинейного коэффициента жесткости для учета увеличения жесткости вязкоупругого ограничителя с ростом деформации, а также модели наследственной механики.

В рамках данной теории сила реакции, возникающая в материале при деформации, может быть определена методом ядра релаксации:

/•-(/WaMO-fnf-rMrKrl. (4)

о

где Со - коэффициент мгновенной жесткости вязкоупругого элемента;

s- деформация материала; . '

<

унаслсдованпал составляющая напряжения, отра-" жаюыая воздействие е(т), происходившее в.тгл>1-

пале времени [ г, г +</г] , принадлежащему прошлому, и умноженному на функцию забывания, или ядро релаксации Г(1-т).

Другой рассмотренный п работе метод наследственной механики для

определения силы реакции, возникающей в материале при деформации, заключается в использовании функции релаксации Я({) :

/•(>) = «*(') (5)

Кривые релахсацш удовлетворительно описываются различными ядрами, в частности ядром Ржаницына:

-т) = -г)0"1 , (6)

где а, а, реологические параметры.

Данное ядро непосредственно может быть использовано в методе функции релаксации (5), а также после дифференцирования для получения ядра Г(1) в модели ядра релаксации (4).

Таким образом, основная задача идентификации каждой из рассмотренных в работе моделей сводилась к определению реологических параметров, входящих в ядро Ржаницына (6) для каждого ограничителя.

В работе рассмотрено два вида ограничителей, которые по конструктивным соображениям наиболее часто используются в конструкциях электромагнитных виброприводов с качающимся якорем - сферический цилиндрический и плоский ограничители, изготовленные из наполненных полимерных материалов.

Для идентификации параметров моделей проведены экспериментальные исследования по деформированию ограничителей данного типа. Реакции ограничителей регистрировалась во времени при заданном уровне деформации. В результате были получены данные, характеризующие релаксацию усилий Я(1).

Показано, что реологические параметры также изменяются с увеличением деформации ограничителя. Эти нелинейные зависимости аппроксимированы выражениями, наилучшим образом приближающими данные методом наименьших квадратов, а коэффициенты, входящие в них, определены итерационным методом на ПЭВМ. На рис.2 представлена аппроксимация для сферического вязкоупругого ограничителя экспериментальных точек функцией релаксации (6) с учетом предложенных зависимостей для реологических параметров (рис.3-4), которые имеют вид:

а{е) = -032г+ 0.86 (7)

а{е) = -0.046с1 + 0.96 (8)

р(е) = -0.01£: +0.006 (9)

Численное значение коэффициента жесткости с0 определено из функции релаксации. Установлено, что коэффициент мгновенной жестко-ста вязкоупругого элемента также зависит от деформации (рис.5). Предложено следующее выражение, аппроксимирующее экспериментальные данные: ,

с0(г)=193£г3 + 189 (10)-

Для проверки адекватности полученных моделей рассмотрены задачи разлитого типа деформироходия вязхоупрулгя ограничителей, из

It

I 1

0.9 0.8

0.7 0.6 0.5 04 0 3 02 0 1 0

t

U. 1

L Ч .. . —' 1.1 г— ........... ---- О..........

'V '"""} 1\ .....-о.-........

1 * v

_____ _____

- э-

\ *v * 1

5--- ---- ----- ч ч 1

ч \ ч > С" ч \

"1 X ;___ ___j______

i i ------

8 10 I. с

аппроксмы»ция i=0.9 мм

О 04 08 12 If. 2

>0«- жзгрвснппыах ц>м< — -ап^раюппша

Рнс.З. Зависимость реологического параметра а от деформации

*** - эксперимент е* 1.8 мм —— - аппроксимация fl.8 им _

»♦♦.эксперимент £=1 5 мм ^^ёпер^ёнГ^О.б'мм'

.....аппроксимаци. ^.З мм.....мпро|[с11И,им 6 мм

ооо- эксперимент 1.2 мм ,кс!1ср1шсн1 3 мм

.....»и"Г«*сим»ни»«=1.2м»1---аппроксимации г-О З

оса-эксперимент с=0.9 мм

Рис.2. Аппроксимация экспериментальных данных функцией релаксации

с» та

Н'мм 1575

1

1225

1050 875

а 1.5 1.2 I

0.75 05 0.25 0

1

j

— --

ß 0 05 00} 002 О -002 •аш

■Q0S

0 04 08 12 1.6 2

" «**-зетЕр^сктаташстсЕИ •••• - sijrromw

0 04 08 1.2 16 2

«ММ

** * - жагр«л1ат!лв ютл •™ - фспвасет ттс&геп

хл 525 is: 175 0

X/

04 OS. 12

16 2

*** WB3«

— -fftfiwiMiia

Рис.4. Зависимость реологических параметров а и ß от деформации

Рис.5. Зависимость коэффициента мгновенной ггсткости от деформации

/

*

и

основе анализа результатов которых и сравнения их с полученными экспериментальными данными выявлены области рационального использования каждой модели.

Для моделирования поведения вязкоупругих ограничителей из наполненных полимерных материалов рекомендовано использовать метод ядра релаксации (4), который дает высокую точность моделирования и может быть использован в широких диапазонах скоростей и величин деформирования материала.

В третьей главе разработана методика численного моделирования динамики электромагнитного вибропривода с использованием наследственной модели поведения вязкоупругих ограничителей. Проведено численное моделирование динамики исследуемого привода. Предложена методика параметрической оптимизации на основе квадратичного планирования численного эксперимента.

Сравнение различных способов численного интегрирования с учетом ш,/явленных особенностей интегрирования полученной системы уравнений (I) покатало, что наиболее предпочтительным для моделирования поведения электромагнитного пибронривода с им ¡коупругнми ограничителями является метод Эйлера. Для достижения требуемой точности интегрирования и увеличения скорости счета предложено модифицировать данный метод введением различного значения шага интегрирования на участке свободного хода якоря привода и участках, где происходит процесс деформации ограничителей, что позволило избежать наличия существенных накапливающихся ошибок счета и их роста с увеличением временного интервала исследования колебательного процесса.

Предложена структурная схема метода численного интегрирования, Положенная в основу разработанной на языке Ое1рЫ программы моделирования динамики исследуемого вибронрнвода.

Предложена методика параметрической оптимизации электромаг-шпного вибропривода с качающимся якорем и иязкоунругими ограничителями по технологическим критериям качества, в основе которой лежит многомерное квадратичное планирование эксперимента. Для этого рекомендуется использовать стандартные планы Рехтшафнсра.2-го порядка, которые обеспечивают достаточную точность аппроксимации при минимальном количество численных экспериментов, равных числу неизвестных параметров модели.

В четвертой главе •ровсдсно экспериментальное исследование дина- ' мичсских характеристик вибропривода, дана оценка адекватности разработанной численной модели привода. Проведены исследование виброудар-ны\ режимов и параметрическая оптимизация электромагнитного внбро-прнводз, сформулированы рекомендации по расчету и проектированию конструкции электромаппимого пнбронривода с качающимся якорем и вязкоупрупши ограничителями.

Для проверки адекватности полученной модели электромагнитного внбропривода были проведены эксперименты на натурной модели привода. Объектом экспериментального исследования являлся краскораспылитель электрический "МАСТЕР КР-260", предназначенный язя нанесения лакокрасочных материалов, антикоррозионных покрытий и других неэлектропроводных жидкостей на окрашиваемые поверхности методом безвоздушного распыления.

В ходе экспериментов были получены осциллограммы измерений параметров движения якоря вибропривода для различных режимов работы краскораспылителя, которые сравнивались с результатами численного моделирования, полученными с помощью разработанной программы

Соответствие всех параметров натурной и численной модели, позволяет оценить адекватность полученной модели внбропривода, а также сделать вывод о правильности работы предложенной методики и программы численного моделирования. По пяти параметрам определена погрешность численного метода относительно натурного эксперимента, которая не превысила 15%. На рис.6 представлено сравнение экспериментальных данных и результатов численного моделирования динамических характеристик внбропривода для рабочего режима 50 Гц.

Для проведения исследования динамики электромагнитного вибрс-привода и параметрической оптимизации привода краскораспылителя "МАСТЕР КР-260" в качестве вектора варьируемых параметров приняты механические характеристики, наиболее существенно влияющие на динамику привода. К ним относятся, жесткость рабочей пружины сг, осуществляющей возвратное движение якоря электромагнита, а также характеристики жесткости плоского вязкоупругого ограничителя - коэффициента к1 и к] зависимости (10).

В качестве целевых функций выбраны следующие параметры динамики исследуемого привода: максимальное угловое ускорение якоря у>, максимальный угол поворота якоря <р, К.П.Д. привода г] н значение коз-действия вибрации на руку оператора - величину виброскорости у на рукоятке краскораспылителя.

Целевые функции определены для четырех основных режимов работы исследуемого привода 50 и 100 Гц рабочих и холостых режимов.

По результатам эксперимента с помощью разработанной программы параметрической оптимизации проведено построение 14 регрессионных моделей целевых функций.

По полученным параметрам моделей построены линии равного уровня зависимостей значений целевых функций от варьируемых параметров для всех исследуемых режимов работы привода. На рис.7 представлены лиияп разного урозця зависгэдсстм целевой функции ф от варьируемых параметров модели.

о

Рис.6 Сравнение экспериментальных данных • и результатов численного моделирования динамических характеристик вибропрнвода для рабочего режима 50 Гц:

а) данные эксперимента;

б) резу льтаты численного моделирования

срщххк сцкгккк

б

а

Риг.7. Лнини разного уровня рабочего режима 50 Гц вибропрнзодз:

а)

б)

ЗЖМ:);

В результате анализа линий равного уровня с учетом наложенных на динамику системы ограничений выявлены особенности поведения вибропривода в зависимости от параметров упругой системы и характеристик вязкоупругих ограничителей, а также сформулированы рекомендации по совершенствованию серийно выпускаемого изделия на базе данного типа привода - краскораспылителя "Мастер КР-260", реализация которых позво-;iiii увеличить К.П.Д. привода, а также снизить вредное воздействие вибрации на оператора ручной машины, особенно для 100 Гц привода, до рекомендуемых нормируемых значений.

'ЗАКЛЮЧЕНИЕ

lía основе проведенных исследований были получены следующие научные и практические результаты.

1. Разработана динамическая модель электромагнитного вибропривода с качающимся якорем и вязкоупругими ограничителями с учетом влияния технологической нагрузки и особенностей триботсхннческих характерна ик поверхностей трения.

2 Разработана динамическая модель реакции вязкоупругих ограни-чи i елей н терминах наследственной механики с учетом реологических параметров материала ограничителей.

3. Разработана методика и предложена структурная схема численного шметрироаания интегро-лифференциальных уравнений поведения элек-фпматнтного вибропривода с качающимся якорем и вязкоупругимн огра-

ИИ'ПКС.ТЯМП.

•1 Выявлены особенности поведения данной динамической системы при расшчных характеристиках упругих и вязкоупругих элементом, тсхио-.тошчсскои нагрузки и частоты тока питания электромагнитного вибропри-

5. Разработана методика параметрической оптимизации электромаг-iHiiHoio вибропринода с качающимся якорем по технологическим критериям качеова.

6. Разработаны пакеты программ '•"> определению реологических параметров численной мопели вязкоупругих офаинчшелей, численному мо-дслиро1;;".1ию поведения электромагнитного внброприпода с качающимся якорем и вязкоупругих'' ограничителями, параметрической оптимизации' элекгромапштого вибропривода.

7. На основе выявленных особенностей новедспня пибронривода сформулированы рекомендации по совершенствованию серийно выпускаемого изделия на базе данного типа привода - краскораспылителя "Мастер КР-260" и рекомендации по расчету и проектированию элсктро-мапшшых кнбропршюдов с качающимся якорем, обличающих требуемыми динамическими чаракюриезикамн.

8. Результаты исследований используются при проектировании изделий вибрационной техники в НПО "ВМТ" (г.Курск), в учебном процессе на кафедре теоретической механики Курского государственного технически! о университета при подготовке методических указаний и учебных пособий по курсам "Теоретическая механика", "Теория механизмов и машин", а также в научно-исследовательской лаборатории "Вибротехника" при разработке и проектировании вибрационной техники.

Основное содержание диссертационной работы нашло сшжение » следующих публикациях:

1. Яцун С.Ф., Мищенко В.Я., Уварова Н.П., Лукин Л.В. Экологические проблемы виброзащиты человека // Международный экологический форум "Современные экологические проблемы провинции". - Курск, 1995. - С.288-289.

2. Мищенко В.Я., Уварова Н.П., Лукин Л.В. Проблем!.! проектирования систем виброзащиты // Труды юбилейной научной конференции, 4.1. -Курск, 1995,- С.90-91.

3. Яцун С.Ф., Локтионова О.Г., Лукин Л.В. Математическое моделирование вибрационных машин для переработки сыпучих материалов // Известия Курского государственного технического университета. N1. - Курск, 1997.-С.11-20.

4. Яцун С.Ф., Лукин Л.В. Динамический анализ электромагнитного вибропривода краскораспылителя // Вибрационные машины и технологии: Сборник докладов III Международной научно-технической конференции. -Курск, 1997,-С.171-175.

5. Яцун С.Ф., Лукин Л.В. Экспериментальное определение динамических параметров электромагнитного внбронрнвода краскораспылителя // Вибрационные машины и технологии: Сборник докладов III Международной научно-технической конференции. - Курск, 1997. -С.206-210.

Подписано в печать 2.03.98. Формат 60x84 1/16. Печ.л. 1,14. Тира» 100 экз. Заказ Ц0 Курский государственный технический университет. 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.