Расширение технологических возможностей вибрационных диспергаторов путем оснащения их резонансными виброприводами

Сергей Васильевич Сергеев, Александр Анатольевич Дьяконов, Юрий Сергеевич Сергеев, Антон Владимирович Кононистов

Аннотация


Рассмотрены проблемы, возникающие при производстве порошков, волокон и гранулоподобной стружки из вязких и хрупких материалов, применяемых в различных отраслях. Особенность данной проблемы заключается в обеспечении жестких требований к размерам, отклонениям размеров и формы дисперсных частиц, которые не могут быть получены при использовании традиционных устаревших технологиях переработки материалов.

Обосновано применение нового способа возбуждения резонансных колебаний в виброприводах, обеспечивающего улучшение технологических параметров вибрационных станков-диспергаторов. Новизна способа состоит в получении синхронных колебаний в технологической системе и поддержании их на заданном уровне, а также в обеспечении возможности управления формой генерируемых колебаний. Предлагаемый способ позволяет повысить мощность, универсальность и эффективность работы виброприводов за счет обеспечения возможности управления формой траектории колебаний рабочего органа и одновременной синхронизации высокочастотной и низкочастотной составляющих колебаний. Показано, что функциональные возможности виброприводов могут быть расширены за счет возбуждения механических колебаний на резонансных частотах. Для более полного и наглядного представления процесса возбуждения резонансных колебаний средствами суперкомпьютерных ресурсов ЮУрГУ были выполнены расчёты частотных характеристик колебаний роторов вибропривода. Для сравнения траекторий и форм колебаний были представлены векторные диаграммы движения радиус-векторов суммарных амплитуд колебаний при несинхронном и синхронном режимах работы.

В результате расчётов были выявлены три формы собственных резонансных колебаний каждого из роторов вибропривода. Для мониторинга и поддержания требуемых технологических параметров вибропривода была разработана система автоматизированного управления, позволяющая производить сбор у виброприводов параметрической информации, ее автоматическую обработку и поднастройку устойчивой синхронной работы посредством электрической обратной связи.


Ключевые слова


вибрация; вибрационные диспергаторы; вибропривод; резонансные колебания; синхронизация

Полный текст:

PDF

Литература


Gordeev E.N., Sergeev S.V., Chumanov I.V. Improvement of the processing of the wastes of nonferrous metals into high-quality secondary raw materials. Russian Metallurgy (Metally), 2010, no. 12, pp. 1173–1175. DOI: 10.1134/S0036029510120219

Sergeev S.V., Gordeev E.N. [Recycling of composite materials based on metal]. Safety in Technosphere, 2009, no. 2, pp. 38–40. (in Russ.)

Sandalov V.M., Sergeev Yu.S. Dynamic Model of Switched Reluctance Vibratory Drive. Russian Electrical Engineering, 2012, vol. 83, no. 8, pp. 24–27. DOI: 10.3103/S1068371212080111

Lakirev S.G., Sergeev S.V., Reshetnikov B.A., Zakirov R.G., Gordeev E.N. [Research and improvement of technology of manufacturing of products from a concrete mix]. Bulletin of South Ural State University. Ser. Construction and architecture, 2003, vol. 2, no. 7 (23), pp. 32–34. (in Russ.)

Sergeev Yu.S. Privody vibracionnyh mashin na baze ventil'nyh induktornyh dvigatelej. Avtoref. dis. kand. tekhn. nauk. [Drives of vibration machines based on switched reluctance drive. Abstract of сand. sci. diss.]. Chelyabinsk, 2011. 22 p.

Balaykin A.V., Smelov V.G., Chempinskiy L.A. [Application of additive technologies for creating combustion chamber parts]. Bulletin of Samara University. Aerospace technology, technology and engineering, 2012, no. 3–2 (34), pp. 47–52. (in Russ.)

Sergeev S.V., Gordeev E.N. Sovershenstvovanie processa izmel'chenija othodov metallov i plastmass pri ih pererabotke [Improvement of the process of grinding of metal and plastic wastes during their processing]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2010. 110 p.

Sergeev Yu.S., Sergeev S.V., Karpov M.A. [Results of search design of devices for extraction of metal-containing waste from metallurgical slags]. Nauka YUUrGU. Materialy 68-y nauchnoy konferentsii [Science of SUSU. Materials of the 68th scientific conference], 2016, pp. 1209–1213. (in Russ.)

Zlenko M.A., Nagaytcev M.V., Dovbish V.M. Additivnye tekhnologii v mashinostroenii [Additive technologies in mechanical engineering]. Moscow, State Scientific Center of the Russian Federation “NAMI”, 2015. 220 p.

Sergeev S.V., Zakirov R.G. Inertial rotary vibrodrives in equipment for the granulation of viscous materials. Russian Engineering Research, 2012, vol. 32, iss. 7–8, pp. 614–618. DOI: 10.3103/S1068798X12060251

Sergeev S.V., Zakirov R.G. Inertial Rotary Vibrational Drives for Crushers of Brittle Materials. Russian Engineering Research, 2012, vol. 32, iss. 2, pp 130–134. DOI: 10.3103/S1068798X1202027X

Lakirev S.G., Sergeev S.V., Gordeev E.N., Reshetnikov B.A., Zakirov R.G. Sposob i ustroystvo izmel'cheniya materialov [Method and device for grinding materials]. Patent RF 2213618, no. 2002102797/03; decl. 31.01.2002; publ. 10.10.2003, Bul. no. 28. 56 p.

Sergeev S.V., Reshetnikov B.A., Gordeev E.N., Sergeev Yu.S. Sposob izmel'cheniya vyazkikh materialov [Method for grinding viscous materials]. Patent RF 2365469, no. 2007136686/02; decl. 04.10.2007; publ. 27.08.2009, Bul. no. 24. 14 p.

Goncharevich I.F. Vibratsiya – nestandartnyy put': Vibratsiya v prirode i tekhnike [Vibration – a non-standard way: Vibration in nature and technology]. Moscow, Nauka Publ., 1986. 207 p.

Blehman I.I. (Ed.) Vibracii v tehnike: Kolebaniya nelineynykh mekhanicheskikh sistem [Vibrations in technologies: oscillations of nonlinear mechanical systems]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981, vol. 2. 351 p.

Sergeev S.V., Reshetnikov B.A., Gordeev E.N., Sergeev Yu.S., Gogolev V.P., Zakirov R.G., Mikryukov A.A., Irshin A.V. Sposob vozbuzhdeniya kolebaniy [Method of excitation of oscillations]. Patent RF 2533743, no. 2013121307/28; decl. 07.05.2013; publ. 20.11.2014, Bul. no. 32. 12 p.

Sergeev S.V., Reshetnikov B.A., Zakirov R.G. Vibracionnye rotornye privody mashin [Vibratory rotary machine drives]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2007. 133 p.

Biderman V.L. Teoriya mekhanicheskih kolebanij [Theory of mechanical oscillations]. Moscow, High School Publ., 1980. 408 p.

Blehman I.I. Sinhronizaciya v prirode i tekhnike [Synchronization in nature and technology]. Moscow, The science Publ., 1981. 352 p.

Sergeev S.V., Reshetnikov B.A., Mikryukov A.A. [Investigation of the shape of the motion trajectory of the rotor inertial vibro drive operator]. Nauka YUUrGU. Materialy 67-y nauchnoy konferentsii [Science of SUSU. Materials of the 67th scientific conference], 2015, pp. 1261–1264. (in Russ.)

Kostenetskiy P.S., Safonov A.Y. [SUSU Supercomputer Resources]. Parallel'nyye vychislitel'nyye tekhnologii (PaVT'2016) [Parallel Computing Technologies (PCT 2016)]. Arkhangelsk, CEUR Workshop Proceedings, 2016, pp. 561–573. (in Russ.)


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.