Investigation of the dependence of the amplitude of vertical vibration displacements of the working element of a vibrating platform on its inertial and stiffness parameters using a three-factor experiment

Олександр Орисенко; Олександр Шека

doi:10.26906/znp.2024.62.3863

Автор(и)

Олександр Орисенко НУ "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка" https://orcid.org/0000-0003-3103-0096
Олександр Шека НУ "Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка" https://orcid.org/0009-0005-1328-1416

DOI:

https://doi.org/10.26906/znp.2024.62.3863

Ключові слова:

амплітуда вібропереміщень, віброплощадка, вібраційна опора, жорсткість, трифакторний експеримент

Анотація

Під час проведення пробних експериментальних досліджень було встановлено, що на амплітуду вібропереміщень точок рухомої рами віброплощадки найсуттєвіший вплив створюють такі її параметри, як жорсткість віброізоляційних опор, відстань від центра коливань та маса рухомої частини. Саме ці чинники були обрані як незалежні фактори проведенні досліджень за допомогою трифакторного експерименту. Серед зазначених факторів особливу увагу слід приділити жорсткості віброізоляційних опор, оскільки їхнє завдання полягає у зниженні рівня передавання вібрацій від робочого органу на опорні конструкції. Ефективна ізоляція дозволяє запобігти виникненню небажаних резонансних коливань, зменшити втрати енергії, підвищити стабільність вібраційного процесу та забезпечити більш якісне ущільнення бетонної суміші. Ізоляційні характеристики конструкції віброплощадки безпосередньо впливають на точність процесу формування виробів, а також на зменшення зносу елементів конструкції. У результаті математико-статистичної обробки отриманих даних було отримано рівняння множинної регресії другого порядку. Розраховані значення дисперсії в нульовій точці, дисперсії адекватності та критерію Фішера підтверджують можливість використання отриманого рівняння для опису досліджуваного процесу. На основі моделі побудовано три тривимірні поверхні відгуку, які відображають залежність амплітуди вібропереміщень вибраних точок поверхні робочого органа віброплощадки від зміни двох незалежних факторів при фіксованому значенні третього фактору на основному рівні. Графічне представлення результатів дозволяє наочно оцінити вплив кожного параметра та вибрати оптимальні умови для роботи віброплощадки. Отримані результати дають змогу здійснювати оптимальні регулювання віброізоляційних опор зі змінною жорсткістю, що, в свою чергу, сприяє підвищенню ефективності ущільнення бетонних виробів, зниженню енерговитрат та підвищенню технологічної надійності обладнання.

Посилання

1. Podobed, I. M., Bykovskyi, A. I., & Kobasov, V. M. (2014). Prospective protective equipment for workers against harmful vibration and noise effects in rail transport. Problems of Occupational Safety in Ukraine, 28, 39–46. http://nbuv.gov.ua/UJRN/pop_2014_28_7

2. Massarsch, K. R. (2002). Effects of vibratory compaction. In Proceedings of the International Conference on Vibratory Pile Driving and Deep Soil Compaction (Keynote Lecture, pp. 33–42). Louvain-la-Neuve.

3. Nazarenko, I. I. (2007). Vibration machines and processes of the construction industry: A textbook. Kyiv: KNUCA.

4. Nazarenko, I. I., & Tumanska, O. V. (2004). Machines and equipment of building materials enterprises: Structures and basics of operation. Kyiv: Vyshcha Shkola.

5. Wang, S., Zhang, Y., Zhao, Z., Zhang, C., & Shen, J. (2020). Design, experiment, and improvement of a quasi-zero-stiffness vibration isolation system. Applied Sciences, 10(7), 2273. https://www.mdpi.com/2076-3417/10/7/2273/pdf DOI: https://doi.org/10.3390/app10072273

6. Klitnoy, V. V. (2015). Analysis of the use of active vibration protection systems with controllable quasi-zero stiffness [Article]. Energy Saving. Power Engineering. Energy Audit, (2), 66–71. http://nbuv.gov.ua/UJRN/ecee_2015_2_10

7. Juradin, S., Baloević, G., & Harapin, A. (2014). Impact of vibrations on the final characteristics of normal and self-compacting concrete. Materials Research, 17, 178–185. https://www.scielo.br/j/mr/a/y43BkJC8KFTRpJMJbtnWwpJ/?format=pdf&lang=en DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-14392013005000201

8. Fedolyak, N. V., Liakh, M. M., & Mykhailiv, V. V. (2020). Analysis of factors influencing the trajectory of screen cloth movement in a vibrating screen. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 3(76), 61–70. https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-3(76)-61-70 DOI: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-3(76)-61-70

9. Nesterenko, M. P., Sklyarenko, T. O., & Malynskyi, S. M. (2009). Study of the movement of a vibrating platform with cylindrical and conical supports. Sectoral Mechanical Engineering, Construction, 23(2), 56–62. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Znpgmb_2009_23(2)__11

10. Liakh, M. M., Fedolyak, N. V., & Vakaliuk, V. M. (2015). Study of the influence of oscillatory motions of the mesh on the efficiency of a vibrating screen. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, (4), 36–42. http://nbuv.gov.ua/UJRN/rrngr_2015_4_6

11. Sivko, V. Y., & Kuzminets, M. P. (2012). Assessment of the influence of the working environment on vibration machine modes. Theory and Practice of Construction, (10), 3–5. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tipb_2012_10_2

12. Nesterenko, M. P., Voskobiinyk, O. P., & Pavlenko, A. M. (2017). Development of elastic supports for vibrating platforms for the formation of reinforced concrete products. Academic Journal: Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1(43), 238–243. https://nbuv.gov.ua/UJRN/ecee_2015_2_10

13. Huryn, V. A., Vostrikov, V. P., & Kuzmych, L. V. (2019). Fundamentals of industrial technologies and materials science [Textbook]. Rivne: NUWEE.

14. Nechaiev, V. P. (2005). Theory of experimental design: A textbook for higher education students. Kyiv: Kondor.