Динамические гасители колебаний. Обобщенные подходы Текст научной статьи по специальности «Физика»

Решетневскце чтения

I. O. Kobzova, V. V. Zhmurov, V. I. Lipetskiy Bratsk State University, Russia, Bratsk

D. Lkhanag

Mongolian University of Science and Technology, Mongolia, Ulan-Bator MODERNIZING ALTERNATIVES DIRECTING HYDROCYLINDERS

For the purpose of decrease of agency of an abrasive by deterioration of rubbing surfaces in mobile matings of hy-drocylinders, substitution directing slidings on directing rollings is offered.

© Кобзова И. О., Жмуров В. В., Липецкий В. И., Лханаг Д., 2012

УДК 621.01

И. В. Ковригина, А. Н. Трофимов, Ю. О. Абросимова Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск

ДИНАМИЧЕСКИЕ ГАСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ. ОБОБЩЕННЫЕ ПОДХОДЫ

Предлагается метод динамического синтеза динамических гасителей колебаний, имеющих структуру двух упруго-присоединенных к объекту тел. Используется концепция обратной связи.

Задачи виброзащиты и виброизоляции, рассматриваемые в динамике машин, связаны чаще всего с поиском и разработкой средств управления динамическим состоянием некоторого объекта, который подвержен действию внешних факторов различной природы [1; 2]. Управление динамическим состоянием в широком смысле определяется не только представлениями о возможном выборе рациональных параметров механических колебательных систем, состоящих из некоторого набора элементарных звеньев, но и использованием специальных устройств, реализующих желаемые воздействия.

В представленной работе нашли отражение результаты исследований, связанных с разработкой методов оценки возможностей и форм реализации режимов динамического гашения колебаний механических систем на основе концепции обратной связи.

Рассматривается технология построения математических моделей сложного динамического гасителя, предназначенного для работы на двух частотах колебаний. Показано, что такие динамические гасители образуют несколько расчетных схем, которые можно разделить на четыре группы:

1) динамические гасители имеют связи между массами m1 и m2, но элемент массой m2 не имеет связи с объектом защиты m;

2) динамических гасителей два, при этом m1 и m2 связаны с объектом защиты m, но не связаны между собой;

3) дополнительные массы m1 и m2 связаны каждая с объектом защиты m, но также m1 и m2 связаны между собой;

4) динамический гаситель представляет собой не две дополнительные массы m1 и m2, а твердое тело, имеющее массу M и момент инерции I на упругих опорах.

В качестве примера приведена структурная схема динамического гасителя колебаний по схеме, соответствующей первой группе (рис. 1). Динамические свойства системы могут быть оценены из анализа

структурной схемы: на частоте к>2 = —12 обратная

щ

связь «обнуляется» и объект защиты совершает независимые от динамических гасителей колебаний ml и m2 движения. В свою очередь знаменатель передаточной функции цепи обратной связи представляет собой частотное уравнение вида

m1m2p4 + p2 [m2(k1 + ^2) + m1k12] + k1k12 = 0.

Корни этого уравнения определяются выражением

= m2(k1 + + m1k12 ±

ю

2

дин 1,2

2mlm2

1

[m2(k1 + k12) + mlkl2] -4m1m2k1k1;

4(mjm2)

Q1

k2(m2 p 2 + k12)

(m1p2 + kj + k12)(m2p2 + k12) - k12

1

- mp2 + k + k1

Рис. 1. Структурная схема системы с динамическим гасителем, состоящим их двух масс (ш1 и га2)

Механика специальных систем

У

Рис. 2. Расчетная (слева) и структурная (справа) схемы виброзащитной системы с рычажным гасителем

А(ю) А

ю/1 сек

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики системы при разных соотношениях масс: кривая а соответствует условию М > т1; кривая б соответствует М = т1; кривая в соответствует М < т1

2

1

Учет связности в движениях динамических гасителей т1 и т2 изменяет параметры режима динамического гашения и других, но в целом динамические свойства системы остаются теми же, если иметь в виду число резонансов и число режимов динамического гашения [3].

В качестве одного из конкретных приложений рассмотрены возможности динамического гасителя колебаний, получаемого на основе применения обобщенной методики построения математических моделей систем (рис. 2). Амплитудно-частотная характеристика системы с динамическим гасителем рычажного типа приведена на рис. 3. Дифференциальное уравнение движения системы и передаточная функция имеют соответственно вид

(М + т12) у + ку = ¿т/(/ +1) + ку,

Ф(р) = у = М(/ +1)р + к .

^ (М + т12) р 2 + к

Для рассмотрения особенностей динамического гашения в системах с рычажным связями авторами проведен эксперимент над макетом виброзащитной системы с устройством для преобразования движения [4].

На основе проведенных исследований можно сделать ряд выводов.

1. Разработан метод построения математических моделей для систем вибрационной защиты, основанных на использовании динамических гасителей с несколькими степенями свободы.

2. Изучены динамические свойства динамических гасителей колебаний различных конструктивно-технических вариантов.

(Решетневскце чтения

3. Предложена и разработана методика преобразования структурных схем механических колебательных систем на основе их упрощения и введения обратных связей.

4. Разработана методика оценки свойств механических колебательных систем в режимах динамического гашения колебаний по нескольким координатам движения объекта защиты.

5. Предложены конструктивно-технические варианты построения транспортных подвесок с использованием обратных связей и рычажных механизмов (защищены росийскими патентами).

6. Показаны возможности построения конструктив -но-технических решений в задачах виброзащиты и виброизоляции объектов, основанных на эффектах изменения структур обратных связей, реализуемых в результате взаимодействия элементов исходной системы.

Библиографические ссылки

1. Елисеев С. В., Нерубенко Г. П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск : Наука, 1982.

2. Коренев Б. Г., Резников П. М. Динамические гасители колебаний. Теория и технические приложения. М. : Наука. 1978.

3. Ермошенко Ю. В., Фомина И. В., Трофимов А. Н. Обобщенные динамические связи, их формы и особенности взаимодействия с объектами виброзащиты и виброизоляции // Изв. Юго-Зап. гос. ун-та. 2011. Вып. 1 (34). С. 28-38.

4. Трофимов А. Н., Зарубина В. А. Динамическое гашение колебаний как введение дополнительной обратной связи // Соврем. технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск, 2011. Вып. 1 (25). С. 49-56.

I. V. Covrigina, A. N. Trofmov, Yu. O. Abrosimova Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk

DYNAMICAL ABSORBERS IN GENERALIZED APPROACHES

Method of dynamical synthesis of dynamical absorbers of oscillations which have structure with two mass element connected by springs are offered. Concept of feedback ties are used.

© Ковригина И. В., Трофимов А. Н., Абросимова Ю. О., 2012

УДК 662.822

Е. В. Кукушкин, В. А. Меновщиков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ, УЛУЧШЕНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРДАННЫХ ПЕРЕДАЧ НА ИГОЛЬЧАТЫХ ПОДШИПНИКАХ

Рассматриваются основные направления развития, улучшения и совершенствования рабочих характеристик карданных передач на игольчатых подшипниках транспортно-технологических машин. Указываются вопросы и задачи, требующие решения на уровне формирования новых методик расчета.

На современном этапе развития науки и техники решение проблемы повышения качества и конкурентоспособности карданных шарниров на игольчатых подшипниках различных технологических и подъемно-транспортных машин является одним из важнейших условий, без которого не может быть достигнут научно-технический прогресс.

В настоящее время проведено большое количество исследований и выведено много методов расчета деталей на контактную прочность, долговечность и надежность, но они не дают четких понятий и объяснений работы одинаковых деталей при абсолютно одинаковых условиях с разными значениями долговечности.

Важная роль принадлежит подшипниковым узлам, работающим в условиях качения под нагрузкой, и ее влиянию на работоспособность шарнира. Однако несмотря на многочисленные исследования в этом направлении, возникают все новые, актуальные вопросы. Так, не исследован в полной степени процесс нарушения кинематики подшипника и его влияние на работоспособность карданного шарнира в целом. В первую очередь это связано с повреждением тел и дорожек качения, влиянием и распределением сил сопротивления качению по площадям катящегося контакта. Влияние теплового износа в равной степени способствует изменению и разрушению дорожек качения и является первоочередным вопросом, требующим подробного рассмотрения.