Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Systems Methods Technologies. Q.T. Vuong et al. Mechanisms in the structure … 2018 № 3 (39) p. 13-18 14 Mechanisms in the structure of a mechanical oscillatory system: possibilities of forming dynamic states Q.T. Vuong 1 a , I.V. Kovrigina 2 b , S.V. Eliseev 1 c 1 Irkutsk State Transport University; 15, Chernyshevskiy St., Irkutsk, Russia 2 Transbaikal Institute of Railway Transport of Irkutsk State Transport University; 11, Magistralnaya St., Chita, Russia a trucvq1990@gmail.com , b innabella@mail.ru , c eliseev_s@inbox.ru a https://orcid.org/0000-0003-3026-5301, b https://orcid.org/0000-0002-4960-5209, c https://orcid.org/0000-0001-6876-8786 Received 7.07.2018, accepted 12.08.2018 Providing the conditions for managing the dynamic state of the working bodies of technical objects of technological and transport purposes can be achieved by introducing into the structures of mechanical oscillation systems various mechanisms and devices that realize additional connections. The purpose of the work is to develop a method for controlling the dynamic states of technical objects, considered in the form of mechanical oscillatory systems with several degrees of freedom, by introducing into their structure various mechanisms that affect the dynamic interactions of the system elements. The technology and analytical apparatus of structural mathe- matical modeling are used. The transfer functions of the system defining the features of its dynamic properties are determined. The solu- tion of the problems is based on the introduction of the transfer functions of inter-partial relations into consideration. The analytical relations determining the necessary dynamic states are obtained under the condition of providing constant values of the ratio of the oscillation amplitude of the points of the working body of the technological vibrating machine. The necessary analytical relations, al- lowing to estimate the dynamic states, the selection of the necessary parameters and the possibilities of varying the forms of manifesta- tion of the dynamic states, are obtained. The methodological basis of research can be extended to the construction of vibrational fields with other forms of manifestation of the dynamic interactions of the system elements. Keywords: mechanical oscillatory system; working body; vibrational field; transfer functions; additional ties. Введение Обеспечение безопасности эксплуатации технологи- ческого оборудования многих производств в строитель- ной индустрии, в области добычи и переработки полез- ных ископаемых, при транспортировке и классификации сыпучих и гранулированных рабочих сред требуют поис- ка и разработки способов и средств оценки, контроля и управления динамическими состояниями рабочих орга- нов технологических машин [1–4]. Одним из направлений в исследовании возможностей контроля и регулирования динамических состояний технологических и транспорт- ных машин и их агрегатов является введение и использо- вание дополнительных связей в структурах механических колебательных систем с несколькими степенями свободы, рассматриваемых в качестве расчетных схем технических объектов, работающих в условиях интенсивного динами- ческого нагружения [5–9]. При всем разнообразии технических объектов различ- ного назначения выбор расчетных схем для предвари- тельных, предпроектных, исследований и оценок чаще всего связан с использованием механических колебатель- ных систем с двумя или тремя степенями свободы, что вполне объяснимо намерением получить аналитические выражения в описании динамических состояний. В этом плане интерес представляют задачи динамики вибраци- онных технологических машин, реализующих технологи- ческие процессы виброударных взаимодействий среды с обрабатываемыми деталями, поверхностные свойства которых подвергаются модификации. В таких задачах динамики взаимодействия деталей, узлов и агрегатов ма- шин большое значение приобретает разработка детализи- рованных представлений о структурах вибрационных полей рабочих органов, распределениях амплитуд коле- баний точек рабочих поверхностей, вибростендов, воз- можностей регулирования параметров различных состоя- ний и условий динамических взаимодействий [10–14]. В статье предлагается метод управления динамиче- скими состояниями вибрационных технологических машин, основанный на введении в структуру исходной системы дополнительных связей в виде рычажных ме- ханизмов и устройств для преобразования движения; представлена технология построения математических моделей процессов настройки режимов вибрационных полей определенной структуры для рабочих органов вибрационных технологических машин. Некоторые общие положения. Постановка задачи исследования. На рис. 1 представлена расчетная схема технологической вибрационной машины, имеющей рабо- чий орган в виде твердого тела массой M и моментом инерции J , опирающегося на упругие элементы с жестко- стями k 1 и k 2 . В тт. А , А 1 и А 2 , А 3 упругие элементы связа- ны с рабочим органом (или объектом, динамическое со- стояние которого оценивается) и опорной поверхностью. Движение системы описывается координатами y 1 и y 2 в системе координат, связанной с неподвижным базисом. В структуре системы используется рычажный механизм с дополнительным пригрузом массой m 1 ; вторая дополни- тельная связь реализуется при помощи устройства для преобразования движения на основе несамотормозящего- ся винтового механизма с приведенной массой L [4]. По- лагается, что механическая колебательная система (рис. 1) обладает линейными свойствами и совершает малые ко- лебания относительно положения статического равнове- сия. Возбуждение колебаний системы обеспечивается двумя вибровозбудителями, создающими синфазные си- ловые гармонические воздействия.