Elemente de dinamica masinilor, Masini vibratoare monomasice cu ac

Elemente de dinamica masinilor, Masini vibratoare monomasice cu actionare cinematicaMasterand:Arsenii(Marcu) DanielaCoordonator stiintific:Strat IonelUNIVERSITATEA DUNAREA DE JOS FACULTATEA TRANSFRONTALIERA DE STIINTE UMANISTICE ECONOMICE SI INGINERESTI SPECIALIZAREA MODELAREA SI SIMULARE IN INGINERIA MECANICA1Notiuni fundamentale de dinamica

Dinamica studiaza miscarea sistemelor de corpuri materiale luind in consideratie masele corpurilor si fortele care actioneaza asupra lor.

Masini vibratoare monomasice cu actionare cinematicaActiunea vibratiilor asupra unui mediu se efectueaza prin intermediul unor masini, dispozitive, bancuri de incercare, instrumente sau scule vibratoare. Agregatele cele mai complexe sint masinile vibratoare de cele mai variate tipuri si utilizari, care include ca problematica dispozitivele vibratoare, sculele vibratoare etc.In evolutia dezvoltarii constructiei de masini vibratoare se disting trei etape. Prima etapa, astazi depistata, a fost caracterizata prin faptul ca eficienta acestor masini era obtinuta prin cresterea dimensiunilor, greutatii masinii, a generatorului de vibratii si deci a puterii consumate.

A doua etapa este caracterizata prin construirea masinilor ce lucreaza in regim de rezonanta, sau aproape de rezonanta, avind rezultate s-au obtinut prin aplicarea teoriei vibratiilor sistemelor liniare. Ultima etapa, de mare actualitate, este legata de obtinerea unor performante superioare, cu un consum minim de energie si la un pret de cost redus al masinii.Acestea presupun luarea in consideratie in calculele de proiectare a variatiei esentiale neliniare a fortelor de frecare, a neliniaritatii elementelor elastice, a sincronizarii si a autosincronizarii generatorilor de vibratii etc.Cele mai importante domenii in care procedeele tehnologice bazate pe vibratii se aplica cu mult succes sunt:confectionarea prin vibrare a elementelor din beton armat cu platforme vibratoare, baterii verticale de formare;compactarea betonului turnat cu ajutorul dispozitivelor vibratoare de imersiune si de suprafata;compactarea pamintului si a terasamentelor de drumuri cu maiuri vibratoare si cilindri vibratori; compactarea si finisarea asfaltului cu dispozitive vibratoare de finisare;forarea puturilor geologice cu dispozitive vibratoare si vibropercutante;manipularea materialelor in vrac cu temperaturi ridicate cu transportoare vibratoare si alimentatoare vibratoare;

1.1 Domenii industriale de utilizare si tipurile de masini folosite

f) alimentarea masinilor unelte automate cu buncare si dispozitive de alimentare vibratoare;g) separarea materialelor granulate in raport cu densitatea, dimensiunea, forma sau coeficientii de frecare prin site vibratoare, ciururi vibratoare, separatoare vibratoare, mase de concentrare etc.;h) efectuarea modelelor si a miezurilor de turnatorie cu presa vibratoare de modelare;scuturarea rampelor de formare din turnatorii cu gratare vibratoare;curatarea pieselor matritate, turnate si forjate cu tambururi vibratorii;rectificarea si finisarea de precizie a organelor de masini si a instrumentelor cu dispozitive vibratoare;intensificarea proceselor de extractie cu instalatii vibratoareVarietatea masinilor vibratoarePentru a avea o idee mai completa despre varietatea de tipuri constructive ale masinilor vibratoare, vom enumera mai jos citeva criterii de baza pentru clasificarea acestor masini.Dupa scop,Dupa tipul antrenarii, Dupa tipul transformarii energiei de alimentare in energie mecanica,Dupa numarul corpurilor vibratoare,Dupa forma vibratiei organului de lucru,Dupa periodicitatea vibratiilor,Dupa spectrul vibratiilor periodice ale organului de lucru,Dupa prezenta socurilor,Dupa relatia dintre frecventa excitatoare si frecventa proprie,Dupa banda de frecventa,Dupa metoda de sincronizare a generatorilor de vibratii,Dupa metoda de control.Masinile vibratoare monomasice cu actionare cinematica se deosebesc prin aceea ca antrenarea organului de lucru(a jgheabului vibrator) se face printr-un mecanism de tip biela-manivela antrenat de un motor electric avand turatia constanta.

Din punct de vedere constructiv se deosebesc urmatoarele masini vibratoare cu cuplaj nerigid sau rigid: Legate cu elemente elastice liniare sau neliniare si amortizoare; Cu legaturi pe suporti rigizi articulati si cu elemente amortizoare; Utilizarea cuplajelor rigide prezinta avantajul amplitudinii constante a vibratorului indiferent de turatia motorului de antrenare si dezavantajul unui moment de pornire foarte mare. Acest dezavantaj se elimina prin utilizarea cuplajelor elastice.

Utilizarea cuplajelor nerigide elastice liniare cu amortizare permite obtinerea unor regimuri de functionare optime din punct de vedere dinamic.

Utilizarea unui model matematic unic pentru modelarea functionarii masinilor vibratoare permite studiul in cazul general si prin particularizari corespunzatoare cazurilor particulare de cuplaje folosite curent. Se prezinta modelul matematic general pentru cele doua categorii de masini cu suporti elastici si rigizi articulati si apoi pentru fiecare marime caracteristica a dinamicii masinilor vibratoare influenta celor trei parametrii ai cuplajului asupra functionarii:Factor de amortizare , coeficient de amortizare al elementului amortizor =n/p;Factor de cuplare elastica, marime adimensionala definita ca fractiune a constantei elastice a cuplajului din valoarea constantei elastice totale: u=c2/(c1+c2);Factor de cuplare al amortizorului, marime adimensionala definita ca fractiune a constantei de amortizare a constantei de amortizare totale: v=c2/(c1+c2).Prin variatia unuia din cei trei parametrii pentru fiecare tip de cuplaj folosit, cu pastrarea constanta a celorlalti, variabila fiind pulsatia relativa =/p s-au obtinut unele rezultate care au permis unele concluzii pertinente bazate pe diagramele de variatie obtinute cu ajutorul relatiilor determinate si programului MATHCAD. Modelele matematice prezentate mai jos permit stabilirea relatiilor de calcul a factorului de amplificare, defazajului, factorului de transmisibilitate si factorului dinamic.Prin simularea numerica a variatiei acestor marimi dinamice la modificarea unuia din cei trei parametri se obtin diferite curbe de variatie care permit unele concluzii asupra comportarii dinamice a vibratoarelor monomasice cu actionare cinematica. Cele mai interesante rezultate au fost obtinute pentru factorul dinamic al cuplajului care admite un minim care se determina in functie de valorile relative ale celor trei parametrii: amortizarea cuplajului, factorul de cuplare elastica u si factorul de cuplare al amortizoarelor v.

Un transportor vibrant se compune conform fig.1 dintr-un organ de transport sub forma de jgheab tubular 1, suspensia fixa(ce are rol de ghidare)2, suspensie elastica 3 si excitatorul(generatorul de oscilatii) 4.Fig.1

Multumesc de atentie!