Материал: 2261

Рис. 21. Осциллограмма затухающих колебаний

спополнением энергии

3.Динамическое возбуждение колебаний, осуществляемое внешними силами или моментами, приложенными к инерционным элементам динамической системы. При этом динамическая система должна иметь хотя бы одну степень свободы.

4.Параметрическое возбуждение колебаний системы, осуществляемое путём изменения её параметров – положения центров масс, моментов инерции, коэффициентов жёсткости и т.д.

5.Самовозбуждение колебаний (автоколебания), которые могут возникать в динамических системах за счёт положительных обратных связей между входными и выходными параметрами. Автоколебательные системы обычно содержат усилительные звенья, энергия которых пополняется из внешних источников электрической, гидравлической или пневматической энергии.

По принципу действия и конструктивному исполнению различают достаточно большое количество типов и разновидностей вибровозбудителей – устройств, предназначенных для возбуждения механических колебаний. Выделим из них четыре основные группы:

-45 -

1.Механические преобразователи вращательного движения в колебательное.

2.Гидравлические и пневматические вибрационные устройст-

ва.

3.Электромеханические преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию механических колебаний.

4.Инерционные вибровозбудители, вынуждающая сила которых вызывается колебательным или вращательным движением инерционных элементов.

К числу механических преобразователей вращательного движения в колебательное относятся кривошипно-шатунные, эксцентриковые, кулачковые механизмы.

К числу гидравлических и пневматических вибрационных устройств относятся поршневые, диафрагменные, сильфонные вибровозбудители, свистки, гудки, сирены, язычковые автоколебательные устройства.

К числу электромеханических преобразователей относятся пьезоэлектрические, магнитострикционные, электродинамические, электромагнитные.

1.12.Центробежные вибровозбудители

Центробежные вибровозбудители – это вибровозбудители с вращательным движением инерционного элемента.

Центробежные вибровозбудители подразделяют на дебалансные и планетарные. Дебалансный вибровозбудитель содержит несбалансированный ротор, называемый дебалансом, вал которого вращается в подшипниках, закреплённых в корпусе. Центробежная вынуждающая сила от вращения дебаласа воспринимается корпусом через подшипники. Вал вращается двигателем, находящимся вне корпуса или встроенным в корпус.

Планетарный вибровозбудитель содержит бегунок, который, обкатываясь по беговой дорожке, передаёт на неё вынуждающую центробежную силу. Достоинством планетарных вибровозбудителей является то, что центробежная сила не нагружает подшипники, а действует непосредственно на корпус, что значительно увеличивает срок службы вибровозбудителя.

- 46 -

Рис. 22. Центробежные вибровозбудители

На рис. 22, а изображён центробежный вибровозбудитель. Позиция 1 – дебаланс; позиция 2 – корпус; 3 – приводной вал.

На рис. 22, б изображён планетарный вибровозбудитель. Позициями обозначены: 1 – бегунок; 2 – поводок; 3 – приводной вал.

Вибровозбудители, изображённые на рис. 22 создают круговую вынуждающую силу, величина которой определяется по формуле:

На рис. 23 схематично изображены некоторые варианты использования центробежных вибровозбудителей.

Рис. 23, а – центробежный вибровозбудитель, создающий круговую (равномерно вращающуюся) вынуждающую силу. Рис. 23, б – комбинация двух вибровозбудителей с дебалансами, вращающимися синхронно, но в противоположном направлении. В результате взаи-

- 47 -

модействия двух вращающихся центробежных сил возникает результирующая сила F , которая постоянно направлена вдоль одной оси.

На рис. 23, в и 23 г изображены схемы центробежных вибровозбудителей, создающих возмущающее воздействие в виде крутящего момента. Величина момента:

При вращении дебалансов в противоположных направлениях (рис 23, в) создаваемый момент постоянен по направлению и изменяется по величине.

При вращении дебалансов в одном направлении (рис. 23, г) вектор создаваемого момента вращается вместе с дебалансами и постоянен по величине.

Рис. 23. Варианты использования центробежных вибровозбудителей

- 48 -

Центробежные вибровозбудители обычно выпускаются со встроенными трёхфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Скорость вращения электродвигателя с короткозамкнутым ротором зависит от частоты питающего напряжения. При частоте f = 50 Гц частота вращения магнитного поля в простейшем асинхронном двигателе, имеющем на статоре три обмотки (А, Б и С) составляет 50 оборотов в секунду или 3000 оборотов в минуту. Эту частоту называют синхронной частотой вращения. Частота вращения ротора асинхронного двигателя всегда несколько меньше за счёт скольжения и при частоте вращения магнитного поля 3000об/мин составляет около 2800об/мин.

Эта частота вращения является максимально возможной для асинхронных двигателей, питающихся от трёхфазной цепи с частотой

50 Гц.

Для увеличения частоты вращения асинхронных двигателей создают специальные источники переменного тока, в которых частота питающего напряжения может увеличиваться до 400 Гц.

Серийно выпускаемые дебалансные вибровозбудители общего назначения имеют частоту 2800 колебаний в минуту, мощность встроенных асинхронных электродвигателей от 0,27 до 1,5 кВт, статический момент массы дебалансов от 2,3 до 34кг см, при этом максимальная вынуждающая сила лежит в пределах от 2000 Н до 30000 Н. Пример расчёта вынуждающей силы.

n 2800об/ мин, 2 n 293рад/ с;

2 85868 1 ;

с2

F m R 2 ,

где m R статический момент массы дебаланса. Если m R 2 кг см 2 10 2 кг м,