МИЛОВ В.А., СМИРНОВ В.Я., МИЛОВ С.И. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ ЧАСТОТ УСТАНОВОЧНОГО РЕЗОНАНСА ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УСКОРЕНИЯ


МИЛОВ В.А., СМИРНОВ В.Я., МИЛОВ С.И. ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ ЧАСТОТ УСТАНОВОЧНОГО РЕЗОНАНСА ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УСКОРЕНИЯ


Рубрика: Физика

Библиографическая ссылка на статью:
// Исследования в области естественных наук. 2012. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2012/06/556 (дата обращения: 06.05.2017).

При определении ограничений, накладываемых на частотные диапазоны вибропреобразователей ускорения, чаще всего рассматриваются взаимодействие преобразователя с жёсткой недеформируемой вибрирующей поверхностью. Так описывает теорию преобразователя специалисты датской фирмы
«Брюль и Къер Вибро» семинарах перед заказчиками. Расчёты по их теории имеют весьма приблизительные результаты. Фирма поставляет свои вибропреобразователи в Россию по высоким ценам.

Предлагаемая теория вибропреобразователя даёт практически полное совпадение с экспериментом и позволяет уточнить точность созданных фирмой преобразователей.

 

1. В статье дается теория цилиндрического вибропреобразователя, радиуса a массы m установленного на упругую вибрирующую поверхность, используя уравнение соударения цилиндра с упругой поверхностью из [1],т.е.

 

m (1)

x- упругая деформация, колеблющейся поверхности, искажающей значение амплитуды колебаний этой поверхности;

E.µ- модуль упругости и коэффициент Пуассона, материала колеблющейся поверхности;

-амплитуда колебаний поверхности на значительном удалении от установленного преобразователя;

ω- частота колебаний поверхности;

t- текущее время.

Так как коэффициент при a во втором члене уравнения (1) определяет жёсткость колеблющейся поверхности, то для собственной частоты колеблющейся системы «преобразователь – поверхность» будет справедливо выражение

 

ω= (2)

Максимальное ускорение в плоскости соприкосновения колеблющейся поверхности и преобразователя равно xω, фактически оно меньше за счёт конечных упругих свойств этой поверхности (клеевое, резьбовое или другое соединение), т.е. можно записать

 

xω=X, (3)

 

X-максимальная величина упругой деформации колеблющейся поверхности.

Полученное соотношение с учётом предыдущей формулы можно переписать в виде

 

(4)

Из формулы (4) видно, что в области резонанса измерения затруднены, т.к. искажения амплитуды колеблющейся поверхности почти равно её деформациям за счёт наличия преобразователя на этой поверхности.

2.Известны вибропреобразователи, в которых используется сферический контакт с колеблющееся поверхностью [3]

Уравнение движения для данного случая с использованием соотношения из[1] запишется в виде

 

m (5)

R-радиус сферы контакта;

 

f- Коэффициент, учитывающий трение в зоне контакта, принимаемый за постоянную величину, пропорциональный коэффициенту трения в зоне контакта f и деформации x/

Соотношение для собственной частоты системы запишется в виде

 

. (6)

Значение , как видно из формулы (6), зависит от величины деформации x, искажающих амплитуду колебаний поверхности в зоне контакта и растёт с ростом искажений x

Наибольшая величина деформаций, так же как в предыдущем случае при

Таким образом предельно достижимая частота установочного резонанса вибропреобразователя определяется упругими свойствами колеблющейся поверхности, геометрией области контакта, общей массой преобразователя, его конструктивными особенностями, технологией изготовления и т.д.

Учитывая, что чувствительность вибропреобразователя увеличивается с понижением его собственной резонансной частоты, то при разработке новых высокочастотных вибропреобразователей, то с точки зрения оптимизации рекомендуется выбирать резонансную частоту, определяемую конструкцией вибропреобразователя, равной или меньшей расчётной резонансной частоты системы »вибропреобразователь - поверхность».

Для повышения верхнего целесообразно конструировать вибропреобразователь, встраиваемый, в колеблющуюся поверхность, т.е. не имеющие выступающих частей с эквивалентной замещаемой массой и близкими упругими характеристиками замещаемого материала и конструкции вибропреобразователя. При таком подходе частота , будет стремиться к бесконечности.

При невозможности эквивалентного замещения материала колеблющейся поверхности встроенным вибропреобразователем, целесообразно использовать микроминиутяризацию с применением электронных схем.

Конструктивно высокочастотный вибропреобразователь прост по конструкции и требует только токарных и сборочных работ, но на мировом рынке стоит очень дорого, его производство может освоить в России квалифицированный токарь в кооперации производителями электроники

 

Литерарура

1.Милов В.А. Устройства для контроля прочности. «Машиностроение» 1976

2. Гусев С.Б. Сравнительная точность новых ударных методов контроля механических свойств материалов. В сб.Новое в производстве и контроль качества огнеупоров.»Металлургия» 1988.

3. Per V.Brueel.Akceleroveter. Патент №139085



Все статьи автора «vladimerkomlev»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: