Analiza właściwości dynamicznych przenośników wibracyjnych
działających w oparciu o zjawisko dynamicznej eliminacji drgań
W przemyśle do transportu bliskiego stosowane są przenośniki wibracyjne. Urządzenia te posiadają szereg zalet, m.in. zwartą konstrukcję i dużą niezawodność, jednak wadą tego typu rozwiązań jest generowanie znacznych sił dynamicznych na podłoże. Istnieje rozwiązanie tego problemu. Jest nim zastosowanie eliminatora dynamicznego, który skutecznie obniża amplitudy drgań. W niniejszej pracy zbudowano model matematyczny takiego przenośnika (antyrezonansowego) z uwzględnieniem ograniczonej mocy napędu, zjawiska samosynchronizacji wibratorów i wpływu materiału transportowanego (nadawy). Przeprowadzono badania prędkości i wydajności transportu wibracyjnego, sił dynamicznych przekazywanych na podłoże w funkcji obciążenia przenośnika nadawą oraz stosunku zapotrzebowania mocy do wydajności w funkcji wydajności. Badania wykazały, że właściwości te zależą w sposób znaczący od ilości nadawy obciążającej rynnę przenośnika jak również od stosunku mas rynny i masy korpusu będących determinantami szerokości kotliny antyrezonansowej. Wykazano w pracy m.in. że wydajność transportowania nadawy na przenośniku antyrezonansowym o zadanej długości zależy od ilości nadawy znajdującej się na nim. Jednocześnie stwierdzono, że pobór energii do realizacji procesu transportowania nie odbiega od wartości typowych dla przenośników wibracyjnych nadrezonansowych. Udowodniono również, że wartości sił przekazywanych na podłoże przez przenośniki antyrezonansowe są dla masy nadawy mniejszej od masy rynny zwykle od 2-3 razy niższe w porównaniu z siłami przekazywanymi na podłoże przez przenośniki nadrezonansowe. W pracy zaproponowano modyfikację metody bilansu energii kinetycznej (Michalczyk 1995) pozwalającą na efektywne wyznaczenie amplitud maksymalnych drgań różnych postaci podczas wybiegu maszyny antyrezonansowej. Badania wykazały też, że rezonanse przejściowe maszyn antyrezonansowych zachodzą ze stosunkowo niskimi wartościami amplitud maksymalnych w porównaniu do maszyn nadrezonansowych. Przy spełnieniu
odpowiednich warunków a więc właściwego usytuowania wibratorów względem środków ciężkości mas rynny i korpusu, braku znacznych nierównomierności obciążenia wałów silników przez momenty oporowe możliwy jest ruch synchroniczny bez konieczności stosowania sprzężeń mechanicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że przenośniki antyrezonansowe mogą stanowić korzystną alternatywę dla rozwiązań klasycznych w przypadku konieczności ograniczenia sił dynamicznych przekazywanych na podłoże w stanach pracy ustalonej i w okresach przejściowych.
The analysis of dynamic properties of vibrating connectors operating based
on dynamic elimination of vibration
Vibratory conveyors are often used in the industry to transport materials over short distances. These devices have many advantages, including: compact build and high reliability, but the disadvantage of this type of solution is significant transmission of dynamic forces to the ground, especially in the case of machines of significant length. This problem can be solved by adopting a dynamic scheme used in some new constructions based on the idea of a dynamic elimination. In this paper, a mathematical model of such a conveyor (called anti-resonance conveyor) was created, taking into account the limited power of the drive, the phenomenon of self-synchronization of the vibrators and the impact of transported material. There were simulation tests conducted, investigating transport efficiency and the transmission of dynamic forces to the ground as a function of the conveyor load and the ratio of power demand to transport efficiency as a function of transport efficiency. Studies have shown that these properties depend in a significant way on the amount of transported material, as well as on the ratio of mass gutter and mass of the body that determines the width of the anti-resonance zone. It was also stated that the energy consumption for the transport process does not differ from the typical values for the over-resonance vibratory conveyors. The studies also show that the values of forces transmitted to the ground by the anti-resonance conveyors may be lower in the case of a reduced load compared to the forces transmitted to the substrate by the over-resonance conveyors. The paper presents a modification to the method of the kinetic energy balance (Michalczyk 1995), which allows for the effective determination of the amplitudes of maximum vibrations of various forms during the coasting of the resonance machine. Research has also shown that transient resonances of anti-resonance machines occur with relatively low values of maximum amplitudes compared to over-resonance machines. Given proper placement of the vibrators in relation to centers of gravity of the body and gutter, as well as the absence of
a significantly uneven load distribution on the driving shafts, caused by moments of resistance, a synchronic motion without the need for mechanical couplings is possible. Based on the conducted tests, it has beer determined that in specific conditions, anti-resonance conveyors may present a beneficial alternative to the typical solutions, when reduction of the dynamic force: transmitted to the ground in steady and transient operating states is necessary.
