Система удержания вибрационной технологической машины в резонансном режиме работы

Аннотация

Большинство вибрационных технологических машин (ВТМ) работают в режиме вынужденных колебаний с далеко зарезонансной настройкой. Это связано с тем, что в частотных диапазонах, далеких от резонансной зоны, режим колебаний машины слабо чувствителен к изменению технологической нагрузки и практически не зависит от нелинейности её колебательной системы. Но за это приходится платить нерациональным использованием энергии, так как в системе циркулирует большая реактивная мощность, необходимая для преодоления инерционных сил в зарезонансных и упругих сил в дорезонансных настройках. Один из наиболее эффективных способов повышения производительности, снижения энергозатрат основан на явлении резонанса. Однако из-за недостатков резонансных схем современных машин – низкой стабильности, сложности настройки – они не получили широкого распространения на производстве. Цель исследования – упрощение системы удержания вибрационной технологической машины в резонансном режиме на основе использования маятника Капицы. Рассмотрено сопряжение динамических характеристик вибрационной технологической машины и маятника, показаны пути настройки маятника как основы датчика для слежения за наличием резонансного режима. Датчик предлагается выполнить в виде шарнирного стержня-маятника Капицы, находящегося внутри обоймы. Датчик устанавливается на рабочем органе машины и вибрирует вместе с ним. Стержень и обойма электрически изолированы друг от друга и связаны проводниками с системой управления машины. При выходе из резонанса датчик теряет вертикальность, наклоняется к обойме и замыкает электрическую цепь. При этом включается преобразователь частоты питающего тока с тем, чтобы восстановить резонансный режим. При возвращении резонансного режима маятник поднимается, теряет контакт с обоймой, преобразаватель частоты останавливается.