Алгоритм кратной синхронизации для регулирования расфазировки роторов виброустановки с учетом динамики привода, страница 4

Для экспериментального воспроизведения сложных динамических явлений, характерных для нелинейных колебательных систем, к которым относятся вибрационные установки для грохочения и вибротранспортирования сыпучих материалов, был создан двухроторный вибрационный стенд СВ-1.  Управление стендом осуществляется от компьютера, что дает возможность отрабатывать сложные алгоритмы управления колебаниями.

Вибрационный стенд СВ-1 был разработан совместно ИПМаш РАН, МеханОбр, БГТУ, СпбГЭТУ, ПИМаш в 1997 году в рамках федеральной целевой программы “Интеграция” (проект 2.1 – 589). Впоследствии стенд был доработан и к платформе был присоединен груз с помощью двух одинаковых пружин (СВ-2).

Стенд предназначен для демонстрации механических эффектов и приемов управления вращательными и колебательными движениями, а также для выполнения работ по исследованию вибрационных процессов и в области механики. Стенд СВ-2 представляет собой настольное механическое устройство, внешний вид которого представлен на рис 1.3., а чертеж с габаритными размерами на рис. 1.4.

Рис 1.3.Общий вид вибрационного стенда СВ-2

Рис 1.4. Вибрационный стенд СВ-2: вид спереди и вид сверху несущей платформы с двигателями.

Основой стенда является пара дебалансных вибровозбудителей, каждый из которых содержит электродвигатель 1, карданный вал 10 и собственно вибровозбудитель, представляющий собой неуравновешенный ротор 4, вращающийся на валу, установленном в вилке 9, закрепленной на корпусе 7 стенда. Неуравновешенность ротора обеспечивается эксцентрично расположенным грузом 6. При вращении неуравновешенных роторов вокруг их осей возникают центробежные силы, которые складываются и возбуждают различные виды колебаний корпуса, различающиеся формами траекторий точек. Величина неуравновешенности каждого ротора имеет два уровня. Конструкция стенда позволяет изменять в пространстве положение осей вращения вибровозбудителей независимо друг от друга путем их поворота вокруг оси с фиксацией через каждые 15°. При этом оси вращения могут быть установлены скрещивающимися или остаться параллельными друг другу, но наклоненными относительно горизонтальной плоскости. Карданные валы 10, виброизолирующие винтовые пружины 8, многократно уменьшают передачу вибрацией корпуса стенда на опорную раму и основание.

Техническая характеристика стенда СВ-2:

1. Статическая неуравновешенность ротора дебаланса: нижний уровень 1,2 кг×см. верхний уровень 4,8 кг×см;

2. Изменение уровней с нижнего на верхний и наоборот вручную происходит не более 10 с;

3.Число оборотов электродвигателей регулируется в пределах 300…3000 об/мин, частота колебаний 5…50 Гц;

4.Частота собственных колебаний частей вибростенда на виброизоляторах 3,3 Гц;

5.Масса колеблющихся частей стенда 12 кг, масса стенда не более 20 кг;

6.Амплитуда колебаний центра тяжести корпуса ненагруженного стенда: нижний уровень 2 см, верхний уровень 8 см.

Формы траекторий колебаний точек корпуса стенда могут иметь следующие виды: отрезок прямой, окружность, эллипс, (с несколькими фиксированными соотношениями полуосей), фигуры Лиссажу, отрезки окружностей. Стенд допускает установку на корпусе дополнительных модулей, макетов, устройств и приспособлений массой не более 5 кг. Стенд допускает замену корпуса на другой корпус с такими же присоединительными размерами, но представляющий собой макет или модель вибрационной машины (вибромельницы, вибродробилки и т.п.).

На вышеописанном вибрационном стенде можно демонстрировать следующие эффекты и явления:

1.“Естественная” синхронизация одинаковых неуравновешеных роторов (самосинхронизация) в трех вариантах:

- вращение в противоположных направлениях, когда устойчиво либо синфазное, либо противофазное движение.