Зедгенизов Виктор Георгиевич – д-р техн. наук, проф., проф. кафедры строительных, дорожных машин и гидравлических систем
г. Иркутск
Viktor G. Zedgenizov – Dr. of Sci., Professor, Professor of the Construction, Road Machines and Hydraulic Systems Department
Irkutsk
Файзов Сорбон Хотамович – аспирант кафедры строительных, дорожных машин и гидравлических систем
г. Иркутск
Sorbon Kh. Faizov – Postgraduate student of the of Construction, Road Machines and Hydraulic Systems Department
Irkutsk
Введение. Целью данной статьи является выполнение сравнительного анализа энергозатрат при работе резонансной двухмассовой механической системы в зависимости от точки приложения вынуждающей силы к первой или ко второй массе. Объектом исследований является колебательная система вибромашины, состоящая из двух масс, связанных между собой упругим и диссипативным элементом. Кроме того, первая масса через упругий и диссипативный элемент соединена с неподвижным основанием.Материалы и методы. В исследованиях использованы основные положения теоретической механики, математического моделирования и имитационного эксперимента в среде Matlab-Simulink.Результаты. По результатам исследований на математической модели двухмассовой колебательной системы с точкой приложения вынуждающей силы к первой массе установлено, что при вынуждающей силе 10 кH и частоте 80 рад/с амплитуда колебаний первой массы составляет 0,6 мм, а второй –1,8 мм, при этом коэффициент усиления по амплитуде составляет 3,94. Для достижения указанной вынуждающей силы дебалансный возбудитель направленного действия при массе дебалансов 10 кг должен иметь эксцентриситет – 0,16 м, а мощность, необходимую на привод возбудителя колебаний – 21,2 кВт. В случае приложения вынуждающей силы ко второй массе достичь той же амплитуды колебаний первой массы (0,6 мм) можно при вынуждающей силе 5 кН, эксцентриситете 0,078 м и мощности на привод возбудителя 4,9 кВт, при этом коэффициент усиления по амплитуде составляет 8,44.Выводы. Таким образом, в силу динамических свойств двухмассовой системы вариант с точкой приложения вынуждающей силы ко второй массе оказывается в 4,3 раза энергоэффективнее по сравнению с вариантом приложения вынуждающей силы к первой массе.
Introduction. The goal is to perform a comparative analysis of energy consumption during the operation of a resonant two–mass mechanical system, depending on the point of application of the driving force to the first or second mass. The object of research is an oscillatory system of a vibrating machine consisting of two masses interconnected by elastic and dissipative elements. In addition, the first mass is connected to a fixed base through elastic and dissipative elements.Materials and methods. The research uses the main provisions of theoretical mechanics, mathematical modeling and simulation experiment in the Matlab-Simulink environment.Results. According to the results of research on a mathematical model of a two-mass oscillatory system with a point of application of the driving force to the first mass, it was found that with a driving force of 10 kN and a frequency of 80 rad/s, the amplitude of the oscillations of the first mass is 0,6 mm, and the second is 1,8 mm, while the amplitude gain is 3,94. To achieve the specified driving force, a directional debalance exciter with a mass of 10 kg of debalances must have an eccentricity of 0,16 m, and the power required to drive the oscillation exciter is 21,2 kW. In the case of applying a driving force to the second mass, it is possible to achieve the same amplitude of oscillations of the first mass (0,6 mm) with a driving force of 5 kN, an eccentricity of 0,078 m and a drive power of 4,9 kW, while the amplitude gain is 8,44.Originality. Thus, due to the dynamic properties of the two-mass system, the option with the point of application of the driving force to the second mass is 4,3 times more energy efficient than the option of applying the driving force to the first mass.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.