Формирование идеального закона изменения вынуждающей силы вибрационного устройства с асимметричными колебаниями с использованием ряда Фурье

Герасимов М.Д., Горлов А.С., Рязанцев В.Г., Любимый Н.С., Бражник Ю.В.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

Ключевые слова: колебания асимметричные, идеальный закон, ряд Фурье, вынуждающая сила, коэффициент асимметрии.

Аннотация. Применение в рабочем оборудовании строительных и дорожных машин вибрационных устройств с асимметричными колебаниями, взамен вибраторов с круговыми и направленными колебаниями, с течением времени становится всё более актуальным. Рассматривая время периода гармонического колебания как сумму, состоящую из времени действия вынуждающей силы в направлении выполнения полезной работы и времени действия вынуждающей силы в направлении холостого хода, можно предположить, что при снижении величины вынуждающей силы в направлении холостого хода появляется возможность снижения усилий на конструкцию и несущие узлы машины в целом. Это позволит снизить металлоёмкость и энергозатраты на выполнение работ. Для построения методики расчёта и проектирования вибрационных устройств с асимметричными колебаниями и построения «идеального» закона движения рабочего органа достаточно часто используется метод разложения некоторого суммарного колебательного процесса в ряд Фурье. Статья посвящена численному анализу некоторых полученных ранее законов движения с использованием ряда Фурье и сравнению с заявляемыми ожиданиями.

Formation of an ideal law of change in the force of a vibrating device with asymmetric oscillations using the Fourier series

Gerasimov M.D., Gorlov A.S., Ryazantsev V.G., Lyubimiy N.S., Brazhnik Yu.V.

Belgorod State Technological University n.a. V.G. Shukhov, Belgorod

Keywords: asymmetric oscillations, ideal law, Fourier series, driving force, asymmetry coefficient.

Abstract. The use of vibration devices with asymmetric vibrations in the working equipment of construction and road machines, instead of vibrators with circular and directional vibrations, is becoming more and more relevant over time. Considering the time of the harmonic oscillation period as a sum consisting of the time of the driving force in the direction of performing useful work and the time of the driving force in the idle direction, it can be assumed that with a decrease in the magnitude of the driving force in the idle direction, it becomes possible to reduce the forces on the structure and bearing parts of the machine as a whole. This will reduce the metal consumption and energy costs for the performance of work. To construct a methodology for calculating and designing vibration devices with asymmetric oscillations and constructing an “ideal” law of motion of the working body, the method of expanding some total oscillatory process into a Fourier series is often used. The article is devoted to the numerical analysis of some previously obtained laws of motion using the Fourier series and comparison with the stated expectations.