РОЗДІЛ 2
КОНСТРУКЦІЇ ДИНАМІЧНО ЗРІВНОВАЖЕНИХ ТОРОВИХ ВІБРАЦІЙНИХ МАШИН З ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМ ПРИВОДОМ
Нові конструкції вібраційних машин об'ємної обробки повинні мати широкий діапазон регулювання режимів їх роботи, оптимальну форму контейнера, що сприяє ефективності об'ємної обробки, повну вібро- і звукоізоляцію, достатню надійність та високі амплітуди коливань контейнера, оптимальне споживання енергії на одиницю обробки маси завантаження контейнера, можливість добору найбільш ефективного режиму для даних умов вібраційної об'ємної обробки.
2.1. Обґрунтування принципів створення нових конструкцій торових вібраційних машин з електромагнітним приводом
Створення нових конструкцій торових вібраційних машин з електромагнітним приводом зі зниженими питомими затратами енергії, без передачі коливань на фундамент, кінематичним збуренням складових амплітуди коливань контейнерів як у вертикальному, так і горизонтальному напрямках з можливістю їх незалежного регулювання, може відбуватись двома шляхами:
* якісне покращення існуючих конструкцій;
* створення нових конструкцій.
Якісно вирішити питання усуненням передачі вібрації на фундамент, конструктивно полегшивши досягнення цього результату, в існуючих конструкціях торових вібраційних машин з електромагнітним приводом, не змінюючи принципів віброізоляції, практично неможливо, оскільки навіть в кращих тримасних конструкціях [88] в місцях кріплення, точках, які повинні бути нерухомі, присутня вібрація. Проводити дослідження про можливість існування геометричного положення нерухомих точок, в яких вібрація абсолютно відсутня, недоцільно.
Суттєво понизити питомі затрати енергії тільки вдосконалюючи конструкції існуючих вібромашин, також є мало ймовірним.
Тільки заклавши у вібромашини новий принцип їх побудови можна досягнути бажаних результатів. Це в свою чергу вимагає нових підходів та конструктивних рішень.
Відомо, що кількісне нарощування коливних мас в існуючих віб-
ромашинах переростало в якісні характеристики вібромашин. Приміром, перехід від одномасних вібромашин до двомасних дозволив провести часткову віброізоляцію вібромашин, перехід від двомасних вібромашин до тримасних дозволив отримати підсилення амплітуди коливань внаслідок кінематичного збурення.
Збільшення кількості коливних мас у нижче наведених конструкціях нових торових вібраційних машин було здійснено в цілях надання їм якісних характеристик і є не їх ускладненням, а необхідним і вимушеним кроком, який дозволяє кількісні показники у вібромашинах перетворити в якісні. Саме для реалізації принципу зрівноваження динамічних сил було здійснено цей крок, завдяки чому досягається усунення передачі коливань на фундамент, зменшення питомих затрат енергії.
Тому збільшення кількості коливних мас потрібно сприймати не як недолік, а як неминучий крок в створенні нових конструкцій вібраційних машин.
Розширюючи можливості технологічних показників, ускладнюються самі вібраційні машини, вводячи в них додаткові коливні маси. Зростає їх собівартість. Тому при виборі вібромашин необхідно робити вибір між вартістю та технологічними можливостями.
Нова конструкція вібромашини є не запереченням попередньої, а її продовженням з розширеними технологічними можливостями.
2.2. Конструкції п'ятимасних вібраційних машин
Cтворення першої багатомасної - п'ятимасної вібромашини, в якій реалізований новий для торових вібромашин з електромагнітним приводом принцип усунення передачі вібрації на фундамент - зрівноваження динамічних сил, здійснюється наступним чином. За базову модель вибираємо двомасну вібромашину [99]. Замінюємо в даній моделі виті пружини 6 (рис.2.2а), що з'єднують активну 1 та реактивну 2 маси, вертикально розташованим пружним стрижнем 7, який працює на згин. У такому випадку маса завантаження контейнера 3 не впливатиме на повітряний проміжок між осердями 5 з котушками і якорями 4 колових електромагнітних віброзбудників, оскільки пружний стрижень практикно не стискається і не розтягується.
а) б)
Рис.2.2. Етапи переходу від двомасної (а) до тримасної (б) конструкції вібромашини
Контейнер 3 до активної маси 1, як і в вібромашині [88], кріпимо за допомогою плоскої пружної системи 8, отримуючи тримасну конструкцію вібромашини (рис.2.2б). Використання плоскої пружної системи дозволяє отримувати амплітуди коливань контейнера, що в кілька разів перевищують величину повітряного проміжку між осердями з котушками і якорями колового електромагнітного віброзбудника, завдяки кінематичному збуренню коливань контейнера.
Використовуючи ідею зрівноваження інерційних сил, яка реалізована у вібромашині [86], конструкцію утвореної тримасної вібромашини доповнюємо її дзеркальним відображенням відносно горизонтальної площини. При цьому утворюється нова п'ятимасна вібраційна машина (рис.2.3).
Рис.2.3. Рух коливних мас у п'ятимасній вібромашині зі збуренням від момента сил
Використання у вібромашині симетричної електромеханічної системи відносно горизонтальної площини, дозволяє позбавити кутових коливань та коливань у вертикальному напрямку реактивну масу 3 в процесі роботи вібромашини завдяки тому, що перша 1 та друга 2 активні маси і перший 4 та другий 5 контейнери коливаються в протифазі одне відносно одного, при цьому дія від інерційних моментів , збурюючих моментів та збурюючих сил взаємозрівноважуються на реактивній масі 3. Тим самим здійснюється максимально можливе зменшення передачі коливань на фундамент у вертикальному напрямку.
На рис.2.4 зображена конструктивна схема нової п'ятимасної вібромашини [20], що містить симетричну відносно горизонтальної площини реактивну масу 3, яка віброізолюючими стрижнями 17 з'єднана з рамою 15. Містить також симетрично розташовані відносно тієї ж горизонтальної площини першу 1 та другу 2 активні маси, перший та другий колові електромагнітні віброзбудники, першу 7 та другу 8 плоскі пружні системи, перший 4 та другий 5 контейнери.
Активні маси з'єднані між