Аннотації
29.12.2019
З метою підвищення надійності та довговічності розглянуто динамічне зрівноваження привідного механізму роликової формувальної установки з енергетично врівноваженим приводом. При моделюванні процесу зрівноваження привідного механізму розв’язано дві задачі динамічного врівноваження: врівноваження сил інерції, що прикладені в центрах мас рухомих ланок, та врівноваження приведеного до осі обертання привідного вала крутного моменту, що виникає від дії сил інерції. При цьому визначено всі кінематичні характеристики формувальних візків установки, записано функції зміни кінетичної енергії кожного елемента установки та всієї системи, сил інерції кожного елемента установки та сумарної сили інерції, сумарного моменту від дії сил інерції. На основі рівнянь Лагранжа другого роду складено рівняння руху установки і визначено узагальнену силу та рушійний момент на валу привідного двигуна. Неврівноваженість привідного механізму оцінюється максимальними і середньоквадратичними значеннями сумарної сили інерції та крутного сумарного моменту від дії сил інерції, безрозмірними коефіцієнтами, що виражають відношення середньоквадратичних значень зведених до центру мас установки сумарної сили інерції та сил інерції, що діють на кожний візок, і відношення середньоквадратичних значень моменту від дії сил інерції всього механізму і складових моменту від дії сил інерції окремих елементів. Встановлено, що в установці з енергетично врівноваженим приводом найкраще врівноваження сил інерції, що прикладені в центрах рухомих мас ланок, та приведеного до осі обертання привідного вала крутного моменту, що виникає від дії сил інерції, спостерігається при значенні кута зміщення кривошипів 1200. Отримані результати можуть бути у подальшому використані для уточнення та вдосконалення існуючих інженерних методів розрахунку привідних механізмів машин роликового формування як на стадіях проектування/конструювання, так і у режимах реальної експлуатації.
С целью повышения надёжности и долговечности рассмотрено динамическое уравновешивание приводного механизма роликовой формовочной установки с энергетически уравновешенным приводом. При моделировании процесса уравновешивания приводного механизма решено две задачи динамического уравновешивания: уравновешивание сил инерции, приложенных в центах масс подвижных звеньев, и уравновешивание приведенного к оси вращения приводного вала крутящего момента, возникающего от действия сил инерции. При этом определены все кинематические характеристики формовочных тележек установки, записаны функции кинетической энергии каждого элемента и всей системы, сил инерции каждого элемента установки и суммарной силы инерции, суммарного момента от действия сил инерции. На основании уравнений Лагранжа второго рода составлено уравнение движения установки и определены обобщённая сила и движущий момент на валу приводного двигателя. Неуравновешенность приводного механизма оценивается максимальными и среднеквадратическими значениями суммарной силы инерции и крутящего суммарного момента от действия сил инерции, безразмерными коэффициентами, выражающими отношение среднеквадратических значений приведенных к центру масс установки суммарной силы инерции и сил инерции, действующих на каждую тележку, и отношение среднеквадратических значений момента от действия сил инерции всего механизма и составляющих момента от действия сил инерции отдельных элементов. Установлено, что в установке с энергетически уравновешенным приводом наилучшее уравновешивание сил инерции, приложенных в центрах масс звеньев, и приведенного к оси вращения приводного вала крутящего момента, возникающего от действия сил инерции, наблюдается при значении угла смещения кривошипов 1200. Полученные результаты могут быть в дальнейшем использованы для уточнения и усовершенствования существующих инженерных методом расчёта приводных механизмов машин роликового формования как на стадиях проектирования/конструирования, так и в режимах реальной эксплуатации.
In order to increase reliability and durability dynamic balancing of drive mechanism of roller forming installation with energy balanced drive is considered. When simulating the process of balancing the drive mechanism, two tasks of dynamic balancing are solved: balancing of inertia forces applied in cents of masses of movable links, and balancing of torque moment brought to the axis of rotation of the drive shaft resulting from the action of inertia forces. At the same time all kinematic characteristics of forming trolleys of the installation are defined, functions of kinetic energy of each element and the whole system, forces of inertia of each element of the installation and total force of inertia, total moment from action of inertia forces are recorded. On the basis of Lagrange equations of the second kind, the equation of the motion of the installation is compiled and the generalized force and driving moment on the shaft of the drive motor are determined. Unbalance of drive mechanism is estimated by maximum and standard values of total inertia force and torque total moment from action of inertia forces, dimensionless coefficients expressing a ratio of the standard values of the total inertia force and inertia forces reduced to the center of mass of the apparatus; acting on each trolley, and ratio of standard values of moment from action of inertia forces of the whole mechanism and components of moment from action of inertia forces of individual elements. It has been found that in an energetically balanced drive unit, the best balancing of the inertia forces applied in the centers of mass of the links and the torque brought to the rotation axis of the drive shaft resulting from the action of the inertia forces is observed at the value of the displacement angle of the cranks 1200. The received results can be used further for the specification and improvement existing engineering by method of calculation of driving mechanisms of cars of roller formation both at design/designing stages and in the modes of real operation.
1. Гарнець В.М. Прогресивні бетоноформуючі агрегати і комплекси / В.М. Гарнець - К.: Будівельник, 1991. - 144 с.2. Гарнець В.М. Бетоноформувальні агрегати. Конструктивно-функціональні схеми, принцип дії, основи теорії: Монографія / В.М. Гарнець, С.В. Зайченко, Ю.В. Човнюк, В.О. Шаленко, Я.С. Приходько – К.: Інтерсервіс, 2015. – 238 с.3. Кузин В.Н. Технология роликового фор-мования плоских изделий из мелкозернистых бетонов: автореф. дис. … канд. техн. наук / В.Н. Кузин - М.: Моск. инж.-строит. ин-т. - 1981. - 20 с.4. Рюшин В.Т. Исследование рабочего процесса и разработка методики расчета машин роликового формования бетонных смесей: дис. ... канд. техн. наук / В.Т. Рюшин – К.: Киев. инж.-строит. ин-т. – 1986.5. Ловейкін В.С. Динамічний аналіз роликової формовочної установки з рекупераційним приводом / В.С. Ловейкін, К.І. Почка // Динаміка, міцність і надійність сільськогосподарських машин: Пр. І-ї Міжнародної науково-технічної конференції (DSR AM-I). - Тернопіль, 2004. – С. 507-514.6. Назаренко І.І. Основи теорії руху землерийних і ущільнювальних машин будіндустрії з керованими у часі оптимальними параметрами : Монографія / І.І. Назаренко, В.М. Смірнов, Л.Є. Пелевін, А.В. Фомін, А.Т. Свідерський, О.О. Костенюк, М.М. Ручинський, О.П. Дєдов, О.М. Гаркавенко, І.Ю. Мартинюк – К.: МП Леся, 2013. – 188 с.7. Zaichenko S. Development of a geomechanic complex for geotechnical monitoring contour mine groove / S. Zaichenko, V. Shalenko, N. Shevchuk, V. Vapnichna // Eastern-European J. Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 3/9 (87). – P. 19-25. DOI: 10.155/1729-4061.2017.102067.8. Гарнець В.М. Теорія і практика створення бетоноформувальних агрегатів (БФА) / В.М. Гарнець, Ю.В. Човнюк, С.В. Зайченко, В.О. Шаленко, Я.С. Приходько // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – К.: КНУБА, 2014. – Вип. 83. – С. 49-54.9. Гарнець В.М. Розробка науково-практичних рекомендацій по створенню бетоноформуючих агрегатів (БФА) / В.М. Гарнець, С.В. Зайченко, Я.С. Приходько, В.О. Шаленко // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – К.: КНУБА, 2012. – Вип. 79. – С. 46-52.10. Зайченко С.В. Енергетичний аналіз процесу роликового ущільнення / С.В. Зайченко, С.П. Шевчук, В.М. Гарнець // Енергетика: Економіка, технологія, екологія. – 2012. – № 1 (30). – С. 77-83.11. Зайченко С.В. Тривимірне моделювання процесу роликового ущільнення стовбурного кріплення / С.В. Зайченко, С.П. Шевчук, В.М. Гарнець // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – К.: КНУБА, 2012. – Вип. 79. – С. 40-45.12. Приходько Я.С. Взаємоузгодженість роботи механізмів при ролико-екструзійному формуванні багатопустотних виробів / Я.С. Приходько, В.М. Гарнець // Галузеве машинобудування, будівництво. – 2012. – № 1 (31). – С. 305-310.13. Ловейкин В.С. Синтез кулачкового приводного механизма роликовой формовочной установки с комбинированным режимом движения по ускорению третьего порядка / В.С. Ловейкин, К.И. Почка // Международный научно-технический журнал «Наука и техника». – Минск: БНТУ, 2017. – Т. 16, № 3. – С. 206–214. DOI: 10.21122/2227-1031-2017-16-3-206-214.14. Ловейкін В.С. Динамічний аналіз роликової формувальної установки з кривошипно-шатунним привідним механізмом / В.С. Ловейкін, К.І. Почка, Ю.О. Ромасевич, О.Б. Почка // Опір матеріалів і теорія споруд. – К.: КНУБА, 2019. – Вип. 102. – С. 91-108. DOI: 10.32347/2410-2547.2019.102.91-108.15. Патент України на корисну модель № 50032 U. Установка для формування виробів з бетонних сумішей / Ловейкін В.С., Почка К.І. – № u 200911443 заявл. 10.11.2009; опубл. 25.05.2010, Бюл. № 10.16. Ловейкін В.С. Обгрунтування параметрів енергетично врівноваженого приводу роликової формувальної установки / В.С. Ловейкін, К.І. Почка // Техніка будівництва. – 2014. – № 32. – С. 25-32.17. Ловейкін В.С. Аналіз нерівномірності руху роликової формувальної установки з енергетично врівноваженим приводом / В.С. Ловейкін, К.І. Почка // Вібрації в техніці та технологіях. – 2010. – № 4 (60). – С. 20-29.
1. Garnec V.M. Progresivnі betonoformujuchі agregati і kompleksi (Progressive concrete the forming units and complexes) / V.M. Garnec – K.: Budіvelnik, 1991. – 144 s.2. Garnec V.M. Betonoformuval'nі agregati. Konstruktivno-funkcі-onal'nі shemi, princip dіyi, osnovi teorіyi: Monohrafiia (Concrete the forming units. Constructive and functional to the scheme, principle of action, theory basis: Monograph) / V.M. Garnec, S.V. Zajchenko, Ju.V. Chovnjuk, V.O. Shalenko, Ja.S. Prihodko – K.: Іnterservіs, 2015. – 238 s.3. Kuzin V.N. Tehnologija rolikovogo formovanija ploskih izdelij iz melkozernistyh betonov (Technology of roller formation of flat articles from fine-grained concrete). Avtoref. dis… kand. nauk (Abstract of the thesis of the candidate of science) / V.N. Kuzin – M.: Moscow construction institute. – 1981. – 20 s.4. Rjushin V.T. Issledovanie raboche-go processa i razrabotka metodiki rascheta mashin rolikovogo formovanija betonnyh smesej (Research of working process and development of a method of calculation of cars of roller formation of concrete mixes). Dis…. kandidata tehn. nauk. (Thesis of Candidate of Technical Sciences) / V.T. Rjushin – K.: Kyiv construction institute. – 1986.5. Loveіkіn V.S. Dinamіchnij analіz rolikovoі formovochnoі ustanovki z rekuperacіjnim privodom (The dynamic analysis of roller forming installation with the rekuperativ drive) / V.S. Loveіkіn, K.І. Pochka // Dinamіka, mіcnіst' і nadіjnіst' sіl's'kogospodars'kih mashin: Pr. І-і Mіzhnarodnoі naukovo-tehnіchnoі konferencіі (DSR AM-I) (Dynamics, durability and reliability of farm vehicles. Works of the first International scientific and technical conference (DSR AM-I)). – Ternopіl', 2004. – S. 507-514.6. Nazarenko І.І. Osnovi teorіі ruhu zemlerijnih і ushhіl'njuval'nih mashin budіndustrіі z kerovanimi u chasі optimal'nimi parametrami: Monohrafiia (Bases of the theory of the movement of the digging and condensing cars of the construction industry with the optimum parameters operated in time: Monograph) / І.І. Nazarenko, V.M. Smіrnov, L.Jе. Pelevіn, A.V. Fomіn, A.T. Svіders'kij, O.O. Kostenjuk, M.M. Ruchins'kij, O.P. Djedov, O.M. Garkavenko, І.Ju. Martinjuk – Kyiv: MP Lesja, 213. – 188 s.7. Zaichenko S. Development of a geomechanic complex for geotechnical monitoring contour mine groove / S. Zaichenko, V. Shalenko, N. Shevchuk, V. Vapnichna // Eastern-European J. Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 3/9 (87). – P. 19-25. DOI: 10.155/1729-4061.2017.102067.8. Garnec V.M. Teorіja і praktika stvorennja betonoformuval'nih agregatіv (BFA) (Theory and practice of creation of units of formation of concrete) / V.M. Garnec, Ju.V. Chovnjuk, S.V. Zajchenko, V.O. Shalenko, Ja.S. Prihod'ko // Gіrnichі, budіvel'nі, dorozhnі ta melіorativnі mashini. – K.: KNUBA, 2014. – Vyp. 83. – S. 49-54.9. Garnec V.M. Rozrobka naukovo-praktichnih rekomendacіj po stvorennju betonoformujuchih agregatіv (BFA) (Development of scientific and practical recommendations about creation of units of formation of concrete) / V.M. Garnec, S.V. Zajchenko, Ja.S. Prihod'ko, V.O. Shalenko // Gіrnichі, budіvel'nі, dorozhnі ta melіorativnі mashini. – K.: KNUBA, 2012. – Vyp. 79. – S. 46-52.10. Zajchenko S.V. Energetichnij analіz procesu rolikovogo ushhіl'nennja (Power analysis of process of roller consolidation) / S.V. Zajchenko, S.P. Shevchuk, V.M. Garnec // Energetika: Ekonomіka, tehnologіja, ekologіja. – 2012. – No. 1 (30). – S. 77-83.11. Zajchenko S.V. Trivimіrne modeljuvannja procesu rolikovogo ushhіl'nennja stovburnogo krіplennja (Three-dimensional modeling of process of roller consolidation of column fastening) / S.V. Zajchenko, S.P. Shevchuk, V.M. Garnec // Gіrnichі, budіvel'nі, dorozhnі ta melіorativnі mashini. – K.: KNUBA, 2012. – Vyp. 79. – S. 40-45.12. Prihod'ko Ja.S. Vzaєmouzgodzhenіst' roboti mehanіzmіv pri roliko-ekstruzіjnomu formuvannі bagatopustotnih virobіv (Interconsistency of operation of mechanisms at roller and extrusive formation of multihollow products) / Ja.S. Prihod'ko, V.M. Garnec // Galuzeve mashinobuduvannja, budіvnictvo. – 2012. – № 1 (31). – S. 305-310.13. Loveіkin V.S. Sintez kulachkovogo privodnogo mehanizma rolikovoj formovochnoj ustanovki s kombinirovannym rezhimom dvizhenija po uskoreniju tret'ego porjadka (Synthesis of camshaft driving mechanism in roller molding installation with combined motion mode according to acceleration of third order) / V.S. Loveіkіn, K.І. Pochka // Mezhdunarodnyj nauchno-tehnicheskij zhurnal «Nauka i tehnika» (International scientific and technical magazine «Science & Technique»). – Minsk: Belarusian National Technical University. – Т. 16, No 3. – S. 206-214. DOI:10.21122/2227-1031-2017-16-3-206-214.14. Loveіkin V.S. Dinamіchnij analіz rolikovoj formuval'noj ustanovki z krivoshipno-shatunnim privіdnim mehanіzmom (Dynamic analysis of roller forming installation about a crank connecting rod the driving mechanism) / V.S. Loveіkіn, K.І. Pochka, Yu.O. Romasevich, O.B. Pochka // Opir materialiv i teoriia sporud: nauk.-tekhn. zbirnyk. – K.: KNUBA, Vyp. 102, 2019. S. 91-108. DOI: 10.32347/2410-2547.2019.102.91-108.15. Pat. 50032 UA, IPC В28В 13/00, Installation for formation of products from concrete mixes, Loveikіn V.S., Pochka K.І., Publ. 25.05.2010.16. Loveіkin V.S. Obgruntuvannja parametrіv energetichno vrіvnovazhenogo privodu rolikovoj formuval'noj ustanovki (Justification by the parameter of energetically balanced drive of roller forming installation) / V.S. Loveіkіn, K.І. Pochka // Tehnіka budіvnictva (Technology of construction). – 2014. – № 32. – S. 25-32.17. Loveіkin V.S. Analіz nerіvnomіrnostі ruhu rolikovoї formuval'noї ustanovki z energetichno vrіvnovazhenim privodom (The analysis of unevenness of the movement of roller forming installation with energetically balanced drive) / V.S. Loveіkіn, K.І. Pochka // Vіbracії v tehnіcі ta tehnologіjah (Vibrations in the equipment and technologies). – 2010. – № 4 (60). – S. 20-29.