Визначення параметрів віброударних машин із урахуванням їхніх визначальних характеристик

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. Далі 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 даним критерієм класичні віброударні системи поступаються за ефективністю функціонування 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.