Повышение энергоэффективности при пуске и работе вибротранспортных машин с тремя вибровозбудителями

Вибротранспортные машины широко используются во многих отраслях горной промышленности и других сферах деятельности. Процесс запуска и последующий рабочий цикл таких машин, в особенности машин тяжелого типа и машин с несколькими вибровозбудителями, требует большого количества электрической энергии, а для машин, работающих в зарезонансном режиме, необходим существенный запас прочности несущих конструкций, позволяющий успешно преодолеть фазу резонанса при запуске машины, а также остановку машины. Цель работы — c помощью математической модели динамики вибротранспортной машины с тремя вибровозбудителями исследовать влияние последовательности запуска вибровозбудителей и последующего их поочередного отключения на параметры колебаний вибромашины. Изучение характера движений рабочего органа осуществляется с помощью математической модели динамики вибромашины и лабораторного вибростенда. В основе модели лежит численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику вибротранспортных машин с n дебалансными вибровозбудителями. Получена зависимость максимальных амплитуд резонансных колебаний от последовательности запуска вибровозбудителей, определены условия запуска, дающие наименьшие амплитуды, и параметры вибромашины, при которых отключение двигателей некоторых вибровозбудителей не приводит к остановке их вращения. Результаты исследований показывают, что последовательность запуска вибровозбудителей вибротранспортной машины позволяет уменьшить максимальные амплитуды резонансных колебаний. Определены условия, при которых после установившегося движения машины возможно отключение двигателей некоторых вибровозбудителей, не приводящее к остановке их вращения. Полученные результаты позволяют повысить энергоэффективность машины.

Шихов А. М., Румянцев С. А., Азаров Е. Б. Повышение энергоэффективности при пуске и работе вибротранспортных машин с тремя вибровозбудителями // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 4. – С. 137–145. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-4-0-137-145.

Шихов Андрей Михайлович¹ — старший преподаватель, e-mail: usart@inbox.ru,
Румянцев Сергей Алексеевич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: srumyantsev@usurt.ru,
Азаров Евгений Борисович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: eazarov@usurt.ru,
¹ Уральский государственный университет путей сообщения.

Шихов А.М., e-mail: usart@inbox.ru.

1. Вайсберг Л. А., Коровников А. Н., Балдаева Т. М. Инновационные грохоты для промышленности строительных материалов // Строительные материалы. — 2017. — № 7. — С. 52—55.

2. Dresig H., Fidlin A. Schwingungen mechanischer Antriebssysteme: Modellbildung, Berechnung, Analyse, Synthese. Berlin, Heidelberg, 2014. 651 p.

3. Репин С. В., Литвин Р. А., Монгуш С. Ч. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса вибротранспортирования строительных материалов // Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. — 2016. — № 3 (30). — С. 121—129.

4. Blekhman I. I., Sorokin V. S.: Effects produced by oscillations applied to nonlinear dynamic systems: a general approach and examples // Nonlinear Dynamics. 2016. Vol. 83, No 4. рр. 2125—2141.

5. Shah K. P. Construction, working and maintenance of electric vibrators and vibrating screens. 2018. 70 p.

6. Блехман И. И., Блехман Л. И., Ярошевич Н. П. К динамике привода вибрационных машин с инерционным возбуждением // Обогащение руд. — 2017. — № 4 (370). — С. 49—53.

7. Yaroshevich N. P., Zabrodets I. P., Yaroshevich T. S. Dynamics of starting of vibrating machines with unbalanced vibroexciters on solid body with flat vibrations // Applied Mechanics and Materials. 2016. Vol. 849. p. 36.

8. Kremer E. B. Slow motion in systems with modulated excitation // Journal of Sound and Vibration. 2016. Vol. 383. P. 295–308.

9. Косолапов А. Н. Адаптивное свойство вибрационных машин с самосинхронизирующимися вибровозбудителями // Известия вузов. Горный журнал. — 1989. — № 11.

10. Блехман И. И., Блехман Л. И., Вайсберг Л. А., Васильков В. Б. Энергозатраты в вибрационных транспортно-технологических машинах // Обогащение руд. — 2019. — № 1. — С. 18—27.

11. Румянцев С. А., Тарасов Д. Ю., Шихов А. М. Особенности динамики вибротранспортирующих машин с тремя независимо вращающимися вибровозбудителями // Транспорт Урала. — 2010. — № 3(26). — С. 47—50.

12. Румянцев С. А., Шихов А. М. Математическая модель одномассной вибротранспортирующей машины с тремя дебалансными вибровозбудителями как единой электромеханической системы «вибромашина — асинхронные электродвигатели» // Вестник УрГУПС. — 2011. — № 2(10). — С. 13—17.

13. Вайсберг Л. А., Иванов К. С., Мельников А. Е. Совершенствование подходов к математическому моделированию процесса вибрационного грохочения // Обогащение руд. — 2013. — № 2. — С. 22—27.

14. Блехман И. И. Вибрационная механика и вибрационная реология (теория и приложения). — М.: Физматлит, 2018. — 752 с.

15. Денцов Н. Н. Динамика вибрационного грохота на многократном комбинационном параметрическом резонансе // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 4. — С. 55—60.

16. Азаров Е. Б., Румянцев С. А., Шихов А. М. Экспериментальный вибрационный стенд для исследований динамики колебательных систем // Транспорт Урала. — 2014. — № 4. — С. 3—7.