Глава X. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ВИБРАЦИОННЫХ МАШИНАХ С ДЕБАЛАНСНЫМИ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЯМИ
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Частоты свободных колебаний вибрационных машин на виброизолирующих опорах должны быть в несколько раз ниже частоты вынужденных колебаний, т. е. рабочей частоты машины. Поэтому в вибрационных машинах с дебалансными вибровозбудителями в процессе пуска и остановки машины часто возникают интенсивные колебания при примерном совпадении частоты вращения вала дебаланса с указанными частотами свободных колебаний, т. е. при прохождении через резонанс. Амплитуды колебаний при прохождении зоны резонанса могут во много раз превосходить амплитуды в рабочем режиме; соответственно возрастают и силы, воспринимаемые виброизоляторами и передающиеся через виброизоляторы на несущие конструкции.
В многомассных вибрационных машинах с дебалансными вибровозбуди гелями могут иметься частоты свободных колебаний конструкции, отличные от частот колебаний ее на виброизоляторах и также меньшие рабочей частоты; в этих случаях рост амплитуд колебаний при прохождении через резонанс может привести к опасному росту напряжений в деталях. Таким образом, оценка амплитуд колебаний при прохождении через резонанс является обязательной при расчете и проектировании вибрационных машин с дебалансными вибровозбудителями.
Во многих статьях и монографиях задачи о прохождении через резонанс рассматривались в предположении, что скорость вращения валов, несущих неуравновешенные массы, в процессе пуска или остановки машины изменяется по линейному закону, т. е. валы вращаются равномерно-ускоренно или равномерно-замедленно [4, 7, 9, 11, 12]. В указанных работах установлен ряд важных закономерностей процесса прохождения через резонанс, в частности, показано, что максимум амплитуды (размаха) колебаний достигается несколько позднее того момента, когда частота вращения становится равной соответствующей собственной частоте, а также, что указанный максимум убывает с ростом ускорения вала. Однако полученные в упомянутых работах количественные (а иногда и качественные) результаты не всегда применимы к вибрационным машинам, характеризующимся относительно большими массами дебалансов вибровозбудителей. В таких машинах вращение вала вблизи резонансных частот уже нельзя полагать равномерно-ускоренным или равномерно-замедленным: здесь происходит весьма интенсивная и существенно зависящая от настройки перекачка энергии от вращающегося вала в колебательную систему. Поэтому ниже приведены результаты, полученные при более полном решении задачи, когда изменение частоты вращения дебалансного вала не считается равномерным, а учитывается степень свободы системы, соответствующая вращательной координате (углу поворота вала).
Для снижения уровня колебаний во время прохождения через резонанс в случае, когда они нежелательны, при проектировании вибрационных машин применяется ряд способов. В числе этих способов отметим использование вибровозбудителей с автоматически или вручную регулируемым статическим моментом дебалансов (при прохождении через резонанс статический момент уменьшается); применение электрического или механического торможения вала при выбеге и форсированного пуска при разгоне; использование двигателей с повышенным пусковым
моментом (иногда в сочетании с электрическим торможеннем); использование нелинейно-упругих виброизолирующих элементов или специальных упоров; управляемое изменение жесткости упругих элементов [3, 8, 10].
