Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/46548
Title: Визначення параметрів віброударних машин із урахуванням їхніх визначальних характеристик
Other Titles: Determination of parameters of vibro-impact machines taking into account their main characteristics
Authors: Гурський, В. М.
Кузьо, І. В.
Лозинський, В. І.
Gursky, V. M.
Kuzio, I. V.
Lozynsky, V. I.
Affiliation: Національний університет “Львівська політехніка”
Lviv Polytechnic National University
Bibliographic description (Ukraine): Гурський В. М. Визначення параметрів віброударних машин із урахуванням їхніх визначальних характеристик / В. М. Гурський, І. В. Кузьо, В. І. Лозинський // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні : український міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2019. — Том 53. — С. 5–12.
Bibliographic description (International): Gursky V. M. Determination of parameters of vibro-impact machines taking into account their main characteristics / V. M. Gursky, I. V. Kuzio, V. I. Lozynsky // Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni : ukrainskyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. — Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — Vol 53. — P. 5–12.
Is part of: Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні : український міжвідомчий науково-технічний збірник (53), 2019
Journal/Collection: Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні : український міжвідомчий науково-технічний збірник
Volume: 53
Issue Date: 28-Feb-2019
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Lviv Politechnic Publishing House
Place of the edition/event: Львів
UDC: 62-93
Keywords: ефективність функціонування
критерій ефективності
резонанс
вібраційна система
віброудар
efficiency of functioning
performance criterion
resonance
vibratory system
vibro-impact
Number of pages: 8
Page range: 5-12
Start page: 5
End page: 12
Abstract: Мета. Формування узагальненого показника ефективності функціонування та аналіз резонансних вібраційних машин із урахуванням їхніх визначальних енергетичних, динамічних і технологічних характеристик. Методика. Для оцінювання ефективності функціонування вібраційних систем використано три базових параметри – відношення максимуму пришвидшення робочої маси до споживаної потужності, коефіцієнт асиметрії пришвидшення та ширина резонансної зони. На наступному етапі ці показники приведені до безрозмірного виду, де визначальним вибрано перший. Сформовано узагальнений показник, що має вигляд різниці представлених показників та є функцією мети оптимізаційної задачі. Отриманий показник подано у функціональному вигляді, що враховує коефіцієнти жорсткості для синтезу різного класу резонансних систем – гармонійних і віброударних. Оптимізаційний синтез здійснюється на базі системи нелінійних диференціальних рівнянь, що описує динамічні процеси у вібраційній системі з врахуванням рівняння стану електромагнітного приводу. Результати. Використовуючи незалежні коефіцієнти синтезу пружних параметрів отримано функціональну залежність критерію якості, що визначається екстремальною характеристикою. При цьому отримано характеристику, що описує три стани вібраційних систем. Встановлено, що за цим критерієм класичні віброударні системи поступаються за ефективністю функціо- нування традиційним гармонійним системам. Отримано нові параметри, що описують нові віброударні системи, що суттєво переважають існуючі методи їхніх розрахунків. Отримані залежності дають змогу оцінити вплив параметрів синтезу на ефективність функціонування з врахуванням відповідних технологічних і динамічних вимог. Наукова новизна. Вперше отримано критерій ефективності різного класу резонансних вібраційних систем, що враховує їхні визначальні енергетичні, технологічні та динамічні характеристики. Вперше підтверджено, що формування віброударних систем за класичним принципом є нераціональним, оскільки такі поступаються традиційним гармонійним системам. Встановлено причину такої неефективності, що криється у необхідності коригувати два коефіцієнти жорсткості для реалізації заданих резонансних режимів роботи. Практична значущість. Розглянута задача дає змогу реалізовувати на розрахунковому рівні вібраційні системи із закладеними технологічними і динамічними характеристиками. При цьому, енергетичні характеристики формуються за умови досягнення їхніх максимальних значень. Методика дозволяє реалізовувати як традиційні віброударні та гармонійні системи, так і нові, що є суттєво енергетично ефективнішими. За результатами синтезу розраховуються значення коефіцієнтів жорсткості, а також визначальні кінематичні та динамічні параметри.
Aim. The purpose is to form a generalized performance indicator and analysis of resonant vibration machines, taking into account their main energy, dynamic and technological characteristics. Method. Three basic parameters the ratio of the maximum acceleration of the working mass to the power consumption, the coefficient of asymmetry of acceleration and the width of the resonance zone were used to evaluate the efficiency of vibration systems. These indicators are reduced to a dimensionless form in the next step. Next, a generalized metric is formed that looks like the difference in the presented metrics and is a function of the goal of the optimization problem. The obtained indicator is presented in functional form, it takes into account the coefficients of rigidity for the synthesis of harmonic and vibro-impact resonance systems. Optimization and synthesis is carried out on the basis of a system of nonlinear differential equations, which describes the dynamic processes in a vibration system, taking into account the equation of state of the electromagnetic drive. Results. The functional dependence of the quality criterion was obtained using independent coefficients of elastic synthesis, which is determined by the extreme characteristic. The dependencies describing the three states of the vibration systems were obtained. Classical vibration systems are found to be inferior in performance to traditional harmonic systems by this criterion. The main parameters describing new vibration systems that significantly outweigh the existing methods of their calculations have been obtained. The dependencies obtained allow us to evaluate the influence of synthesis parameters on the efficiency of operation taking into account the relevant technological and dynamic requirements. Scientific novelty. Performance criterion for different classes of resonant vibration systems, taking into account their determining energy, technological and dynamic characteristics, was obtained for the first time. The formation of vibration shock systems according to the classical principle is irrational, since such systems are inferior to traditional harmonic systems confirmed. The reason for such inefficiency is found that it is necessary to correct two coefficients of rigidity for realization of the given resonant modes of operation. Practical significance. The considered problem makes it possible to implement at the design level vibration systems with laid technological and dynamic characteristics. Energy characteristics are formed if their maximum values are reached at the same time. The method allows implementing of both traditional vibration and harmonic systems and new ones, which are significantly as more energy efficient. The values of the stiffness coefficients, the kinematic and dynamic parameters, are calculated according to the results of the synthesis.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/46548
Copyright owner: © Національний університет „Львівська політехніка“, 2019
© Гурський В. М., Кузьо І. В., Лозинський В. І., 2019
URL for reference material: https://doi.org/10.13189/ujme.2018.060202
References (Ukraine): 1. Воронин А. Н. Многокритериальный синтез динамических систем / А. Н. Воронин. – К.: Наукова думка, 1992. – 160 с.
2. Гутыря С. С. Системное моделирование качества механизмов и машин / С. С. Гутыря // Труды Одесского политехнического университета. – 2003. – Вып. 2, №20. – С. 1–8.
3. Ланець О. С. Високоефективні міжрезонансні вібраційні машини з електромагнітним приводом (теоретичні основи та практика створення) / О. С. Ланець. – Львів : Видавництво Національного університету “Львівська політехніка,” 2008. – 324 с.
4. Назаренко І. І. Оцінка вкладу вищих гармонік в робочий процес машин різного технологічного призначення / І. І. Назаренко, А. Г. Свідерський, М. М. Ручинський // Вібрації в техніці та технологіях. – 2011. – Вип. 1, №61. – С. 41–45.
5. Назаренко І. І. Вібраційні машини і процеси будівельної індустрії / І. І. Назаренко. – К.: КНУБА, 2007. – 207 с.
6. Грабовский А. В. Методы и алгоритмы верификации сил ударного взаимодействия в виброударных системах / А. В. Грабовский // Восточно-европейский журнал передовых техноло- гий. – 2010. – Вып. 3, № 9 (45).
7. Грабовский А. В. Динамика вибрационных машин и определение эксплуатационных нагрузок / А. В. Грабовский, И. А. Кириченко, Е. Н. Барчан и др. // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Сер.: Машинознавство и САПР. – 2013. – Вып. 23, №996. – С. 58–76.
8. Шатохин В. М. Анализ и параметрический синтез нелинейных силовых передач машин: монография / В. М. Шатохин. – Харьков: НТУ “ХПИ,” 2008. – 456 с.
9. Гурський В. М. Багатокритеріальний аналіз і синтез нелінійних резонансних вібраційних машин: монографія / В. М. Гурський. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2017. – 308 с.
10. Gursky V. Optimal synthesis and implementation of resonant vibratory systems / V. Gursky, I. Kuzio, V. Korendiy // Universal Journal of Mechanical Engineering. – 2018. – Vol. 6, No. 2. – P. 38–46.
References (International): 1. A. N. Voronin, Mnogokriterialnyj sintez dinamicheskih sistem [Multicriteria synthesis of dynamical systems]. Kiev, Ukraine: Naukova Dumka Publ., 1992, 160 p. [in Russian].
2. S. S. Gutyrya, “Sistemnoe modelirovanie kachestva mehanizmov i mashin” [“System modeling of the quality of mechanisms and machines ”], Trudy Odesskogo politehnicheskogo universiteta [Proceedings of Odessa Polytechnic University], vol. 2 (20), pp. 1–8, 2003. [in Russian].
3. O. S. Lanets, Vysokoefektyvni mizhrezonansni vibratsiini mashyny z elektromahnitnym pryvodom. Teoretychni osnovy ta praktyka stvorennia [High-performance inter-resonant vibratory machines with electromagnetic drive. Theoretical fundamentals and practice of development]. Lviv, Ukraine: Lviv Polytechnic Publishing House, 2008, 324 p. [in Ukrainian].
4. І. І. Nazarenko, et al., “Otsinka vkladu vyshchykh harmonik v robochyy protses mashyn riznoho tekhnolohichnoho pryznachennya” [“Evaluation of the contribution of higher harmonics to the workflow of machines of different technological purpose”], Vibratsii v tekhnitsi ta tekhnolohiiakh [Vibrations in technique and technologies], vol. 2 (61), pp. 10–15, 2011. [in Ukrainian].
5. І. І. Nazarenko, Vibratsiyni mashyny i protsesy budivel'noyi industriyi [Vibrating Machines and Processes in the Construction Industry]. Kiev, Ukraine: Kyiv National University of Civil Engineering and Architecture Publishing House, 2007, 207 p. [in Ukrainian].
6. А. V. Grabovsky, “Metody i algoritmy verifikatsii sil udarnogo vzaimodeystviya v vibroudarnykh sistemakh” [“Methods and algorithms for verification of shock interaction forces in vibro-impact systems”], Vostochno-yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy [Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies], vol. 3 (9 (45)), 2010. [in Russian].
7. А. V. Grabovsky, et al., “Dinamika vibratsionnykh mashin i opredeleniye ekspluatatsionnykh nagruzok” [“Dynamics of vibrating machines and determination of operational loads”], Visnyk Natsional'noho tekhnichnoho universytetu “KHPI” Mashynoznavstvo ta SAPR [Bulletin of the National Technical University "KhPI" Mechanical Engineering and CAD], vol. 23 (996), pp. 58–76, 2013. [in Russian].
8. V. М. Shatohin, Analiz i parametricheskiy sintez nelineynykh silovykh peredach mashin [Analysis and parametric synthesis of non-linear power transmission machines], Kharkiv, Ukraine: National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute Publishing House, 2008. 456 p. [in Russian].
9. V. M. Gursky, Bahatokryterialnyi analiz i syntez neliniinykh rezonansnykh vibratsiinykh mashyn [Multi- Criteria Analysis and Synthesis of the Nonlinear Resonant Vibratory Machines], Lviv, Ukraine: Lviv Polytechnic Publishing House, 2017, 308 p. [in Ukrainian].
10. V. Gursky, I. Kuzio, and V. Korendiy, “Optimal Synthesis and Implementation of Resonant Vibratory Systems,” Univers. J. Mech. Eng., vol. 6, no. 2, pp. 38–46, 2018.https://doi.org/10.13189/ujme.2018.060202
Content type: Article
Appears in Collections:Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. – 2019. – Випуск 53



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.