Разработка методов и средств управления динамическим состоянием и виброизоляцией вибрационных технологических машин

Елисеев А.В., Миронов А.С.

Иркутский государственный университет путей сообщения, Иркутск

Кузнецов Н.К., Зедгенизов В.Г.

Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск

Ключевые слова: вибрационная технологическая машина, структурное математическое моделирование, механическая колебательная система, передаточная функция, вибрационная изоляция, настроечные параметры, эффективность вибрационной машины, связность внешних возмущений.

Аннотация. В статье рассмотрена проблема выбора параметров оптимизации динамических состояний и повышения эффективности вибрационных технологических машин с учётом совокупности требований энергоэффективности и виброизоляции. Предложен подход на основе использования амплитудно-частотных характеристик динамических податливостей и коэффициентов вибрационной изоляции вертикальной опорной поверхности в зависимости от параметров системы с учетом различных вариантов приложения сил. В рамках структурного подхода, основанного на сопоставлении механическим колебательным системам схем эквивалентных в динамическом отношении систем автоматического управления, разработана математическая модель оценки, формирования и коррекции динамических состояний в зависимости от масс, коэффициентов вязкого трения, жесткости и связности внешних возмущений. Показано, что коррекция параметров системы, в частности, коэффициентов вязкого трения и распределения приложенных сил позволяет сглаживать резонансные пики и минимизировать вибрационную нагрузку на опорные поверхности. Результаты могут быть использованы для проектирования адаптивных систем управления вибрационными машинами. Предложена концепция резонансных пиков, которая сводит анализ сложных динамических свойств механической колебательной системы к анализу форм резонансных пиков амплитудно-частотных характеристик, а задачу формирования динамического качества вибрационных взаимодействий сводит к задаче определения форма резонансных пиков в зависимости от параметров системы.

Development of methods and means for control of dynamic state and vibration isolation of vibration technological machines

Eliseev A.V., Mironov A.S.

Irkut State Transport University, Irkutsk

Kuznetsov N.K., Zedgenizov V.G.

Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk

Keywords: vibration process machine, structural mathematical simulation, mechanical oscillatory system, transfer function, vibration isolation, adjustment parameters, efficiency of vibration machine, connectivity of external disturbances.

Abstract. The problem of choosing parameters for optimizing dynamic states and increasing the efficiency of vibration technological machines, taking into account the set of requirements for energy efficiency and vibration isolation, is considered. An approach is proposed based on the use of amplitude-frequency characteristics of dynamic compliance and vibration insulation coefficients of a vertical support surface depending on system parameters, taking into account various options for applying forces. Within the framework of structural approach based on comparison of mechanical oscillatory systems of schemes equivalent in dynamic relation, structural schemes of automatic control systems, mathematical model of evaluation, formation and correction of dynamic states depending on masses, damping coefficients, rigidity and connectivity of external disturbances is developed. Correction of system parameters, in particular, viscous friction coefficients and distribution of applied forces makes it possible to smooth resonant peaks and minimize vibration load on bearing surfaces. The results can be used to design adaptive control systems for vibration machines. The concept of resonant peaks is proposed, which reduces the analysis of complex dynamic properties of a mechanical oscillatory system to the analysis of the shapes of resonant peaks of amplitude-frequency characteristics, and reduces the task of forming the dynamic quality of vibrational interactions to the task of determining the shape of resonant peaks depending on the system parameters.