Моделирование процесса виброформования вертикального типа

При вертикальном способе формования строительных изделий применяется установка в виде конвейерной схемы с движением кассеты через бункер со смесью сверху вниз. Устройство машины для вертикального формования строительных смесей приведено на рисунке.

Рис. 1. Установка вертикального формования: 1 – Рама; 2 — кассета; 3 — вибратор; 4 — боковина; 5 — основание; 6 — упоры

Механизм подъема виброформовочной установки осуществляет перемещение рабочей кассеты. При этом «соты» рабочей кассеты под воздействием сил вибрации, создающихся вибратором, заполняется строительной смесью. Вибратор жестко закреплён на боковой поверхности бункера установки. Механизм подъема 5 установлен в нижней части рамы 1 формовочной установки. Сверху через амортизирующие элементы 1 на раме закреплён бункер для строительной смеси Вращающиеся неуравновешенные массы вызывают как местную, так и общую вибрацию оборудования. В таком случае имеем динамическую систему с упругими связями [1].

При движении через строительную смесь кассета преодолевает сопротивление смеси, которое уменьшается под воздействием вибрационной среды, создаваемой вибратором установки. С помощью вибрации осуществляется передвижение строительной смеси в направлении движения кассеты, а также заполнение «сот» кассеты строительной смесью [2].

Дифференциальное уравнение колебаний массы m₁ будет иметь вид:

Полагая, что Р = Р₀sint, уравнение примет вид:

Решение этого неоднородного дифференциального уравнения будет:

После преобразования получим:

где .

Из последней системы уравнений находим неизвестные амплитуды А и В:

Динамическое состояние виброформовочного оборудования характеризуется степенью влияния колебательного процесса в зависимости от жесткости виброгасителей, степени демпфирования и реологии шихты строительного раствора.

При варьировании жесткости амортизатора от Н/м до Н/м. При этом амплитуда колебаний изменялась в вертикальной плоскости от 0,056 до 0,4 мм; в горизонтальной плоскости — от 0,02 до 0,16 мм. Ускорения изменялись соответственно от 0,5 до 2,7 , а также от 0,3 до 1,8 .

Модель процесса вертикального виброформования, описанная в среде Simulink приведена на рис.2.

Рис. 2. Модель, описанная в среде SIMULINK

Амплитудно-частотная характеристика процесса выполняет линеаризацию модели и строит реакцию системы на единичное ступенчатое воздействие. (рис.3.)

Рис. 3. Амплитудно-частотная характеристика процесса

Литература:

1. Емельянов Р. Т. Исследование процесса вибрационного формования инженерного обустройства автомобильных дорог. Р. Т. Емельянов, А. П. Прокопьев, Е. С. Турышева, П. А. Постоев. Строительныеи дорожныемашины, 2010, № 10. С. 44–48 [Emelyanov, R. T. a Study of the process of vibration molding engineering arrangement of roads. R. T. Emelyanov, A. P. Prokop'ev, E. S. Turyshev, P. A. Billeting. Construction and road machines, 2010, № 10. S. 44–48 (in Russian)
2. Емельянов Р. Т. Формованиестроительныхизделийконвейернойсистемой VIII Всероссийскаянаучно-техническаяконференциястудентов, аспирантови молодыхученых, посвященная 155-летиюсоднярождения К. Э. Циолковского 2012 [Emelyanov R. T. Molding construction products, conveyor system VIII all-Russian scientific-technical conference of students, postgraduates and young scientists dedicated to the 155th anniversary of the birth of K. E. Tsiolkovsky, 2012. (inRussian)]
3. Губарева В. В. Теплотехника и теплотехническое оборудование технологии строительных изделий. Термовлажностная обработка бетонных и железобетонных изделий: Учебное пособие, В. В. Губарева. Белгород, 2004. [Gubarev V. V. Heat engineering and heating engineering equipment technology construction products. Work with the processing of concrete products: textbook, V. V. Gubarev. Belgorod, 2004.(in Russian)]
4. Кокшарев В. И. Тепловые установки. В. И. Кокшарев, А. А. Кучеренко. Киев: Вищашкола, 1990. [Kokarev, V. I. Thermal plants. Kokarev, V. I., A. A. Kucherenko. Kiev: high school, 1990. (inRussian)]
5. Перегудов В. В. Теплотехника и теплотехническое оборудование: Учеб. для техникумов. В. В. Перегудов; под ред. Н. Ф. Еремина. М.: Стройиздат, 1983. [Peregudov V. V. Heat engineering and heat engineering equipment: Proc. for technical schools. Peregudov V. V.; ed. F. Eremina. M.: Stroyizdat, 1983. (in Russian)]
6. Баженов Ю. М. Технология бетона. Ю. М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2003. [Bazhenov, Y. M. Technology of concrete. Y. M. Bazhenov. M.: Publishing house ASV, 2003. (inRussian)]
7. Медведько С. В. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование предприятий по производству строительных материалов, изделий и конструкций», ВолгГАСА. — Волгоград, 2000. [Medvedko S. V. Methodical instructions to the course project on discipline «Designing of enterprises producing construction materials, products and structures»]. — Volgograd, 2000.(inRussian)]
8. Михайлова К. В. Справочник «Производство железобетонных изделий», — 2 изд., перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1989. [Mikhailov K. V. Handbook of «precast concrete products», — 2nd ed., Rev. and extra — M.: Stroyizdat, 1989.] (in Russian)