д-р техн. наук, доц., проф. кафедры «Основы теории механики и автоматического управления»
644050, Россия, г. Омск, пр. Мира, 11
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Mechanics and Automatic Control Theory
644050, Russia, Omsk, 11, Mira Ave
соискатель
644018, Россия, г. Омск, ул. 5-я Кордная, 4
Applicant
644018, Russia, Omsk, 4, 5-Kordnaya St.
Введение. Повышение устойчивости дорожного полотна, от которой во многом зависит долговечность дорожного покрытия, – это одна из наиболее актуальных задач дорожного строительства, в которой также как и при производстве строительных материалов широко используются вибрационные процессы. Механизация производственных процессов в строительстве, рост мощности и быстродействия технологического оборудования приводят к возрастанию динамических нагрузок на его детали и узлы. Для снижения динамических нагрузок в деталях и узлах строительных машин и оборудования, а также снижения негативного влияния вибрации на обслуживающий персонал необходимо изолировать виброгенерирующие узлы и агрегаты от базовой части машины, при этом не ущемляя работы рабочего органа, на который они воздействует.Материалы и методы. Для изоляции виброактивных элементов машин используют виброопоры различных конструкций. В настоящей работе предложена конструкция виброопоры с эффектом квазинулевой жесткости, в которой в качестве опорного упругого элемента используется резинокордная оболочка типа И-09, а в качестве догружающего элемента (корректора) торообразная резиновая оболочка, которая опирается на четыре одинаковых опорных сегмента, каждый из этих сегментов представляет собой четвертую часть кольцевой трубы, разрезанной на две части вертикальной цилиндрической плоскостью. Внешние части каждого сегмента с помощью шарниров соединены со стойками, закрепленными на основании опоры, а внутренние части каждого сегмента также с помощью шарниров соединены с опорным упругим элементом и виброизолируемой массой. Описан порядок работы предложенной конструкции.Составлена математическая модель виброопоры с эффектом квазинулевой жесткости.Результаты. Решение уравнений математической модели выполнено на ЭВМ в среде Matlab с расширением Simulink. По значениям, полученным в результате решения уравнений математической модели, построен график изменения деформации торообразной оболочки корректора в зависимости от смещения массы, а также графики движения виброизолируемого объекта массой 100 кг для вариантов несущей пружины без дополнительного объема и с дополнительным объемом, равным объему несущей пневмопружины в диапазоне 1 – 10 Гц.Обсуждение и заключение. Определены значения давления в оболочке корректора в зависимости от массы изолируемого объекта. Из приведенного графика следует, что в процессе работы виброопры деформации оболочки корректора могут быть обеспечены конструкцией опоры за счет эластичности материала оболочки.Применение дополнительного объема вместе с корректором жесткости позволяет получить более широкий участок нагрузочной характеристики с квазинулевой жёсткостью и улучшить виброзащитные свойства опоры.
Introduction. The most urgent tasks of road construction is to improve the sustainability of the roadway, on which the durability of the road surface largely depends and vibration processes are widely used. Moreover, the mechanization of production processes in construction, the growth of power and speed of technological equipment lead to increasing in dynamic loads on its parts and assemblies. To reduce the dynamic loads in the parts and assemblies of construction machines and equipment, as well as to reduce the negative impact of vibration on the staff, it is necessary to isolate the vibration-generating units and assemblies from the base part of the machine.Materials and methods. The vibro-supports of various designs are used to isolate the vibro-active elements of machines. The authors propose the vibration support design with a quasi-zero stiffness effect, in which the rubber-cord shell of the I-09 type is used as a supporting elastic element, and also the toroid-shaped rubber shell that relies on four identical support segments. In addition, each segment represents the fourth part of the annular tube and cut into two parts by a vertical cylindrical plane. The outer parts of each segment are connected with hinges to the posts and fixed on the support base, and the inner parts of each segment are also connected to a supporting elastic element and a vibration-proof mass is connected by means of hinges. The authors describe the working procedure of the proposed construction and compile the mathematical model of vibration support with a quasi-zero stiffness effect.Results. As a result, the equations of the mathematical model are performed in Matlab with the Simulink extension. The values of the equations are used to plot the strain variation of the toroidal shell of the corrector, which depends on the mass displacement, as well as on the motion patterns of a vibrationproof object of 100 kg for variants of the carrier spring without additional volume and with additional volume of the 1 - 10 Hz pneumatic spring carrier.Discussion and conclusions. The authors determine the pressure in the corrector shell, depending on the isolated object mass. Therefore, the deformation of the corrector shell could be provided with a support structure due to the elasticity of the shell material. The usage of additional volume together with the stiffness corrector allows to obtain a wider area of the load characteristics with quasi-zero stiffness and to improve the vibration-protective properties of the support.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.