Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, Россия

А. Г. Никитин, профессор кафедры механики и машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: nikitin1601@yandex.ru
В. Н. Бережанский, магистрант, эл. почта: v.berezanskii@mail.ru

В приводах многих металлургических машин установлены рычажные механизмы. Их работоспособность обеспечивают шарниры, имеющие зазоры в кинематических парах, из-за перебега которых в процессе работы возникают дополнительные динамические ударные силы, что является существенным недостатком. С целью уменьшения вредного влияния динамических нагрузок на работу установок широко применяют виброзащитные системы с демпфирующими упругими элементами. Для предотвращения возникновения деформаций, превышающих допустимые значения и нарушающих нормальный ход работы, необходимо предварительно рассчитывать значение деформации, появляющейся под действием внешней силы. Целью работы является исследование процесса деформирования упругого пневматического элемента при ударной нагрузке. Разработан метод расчета максимальной деформации упругого пневматического элемента, выполненного в виде цилиндра с ограниченной осевой и тангенциальной деформациями при ударном приложении внешней силы в условиях абсолютных упругого и неупругого ударов. Установлено, что при абсолютно неупругом ударе деформация меньше, чем при абсолютн оупругом. Экспериментальные исследования пневматических устройств типа упругого цилиндра с ограниченной осевой и тангенциальной деформациями при ударном приложении внешней силы показали, что расхождение между экспериментальными результатами с полученными расчетом по теоретическим зависимостям меньше 8 %.

1. Earles S. W. E., Wu C. L. S. Motion analysis of a rigid-link mechanism with clearance at a bearing, using lagrangian mechanics and digital computation Mechanism 1972. — London, England : Institution of Mechanical Engineers, 1973. P. 83–89.
2. Budd C., Dux F. The effect of frequency and clearance variations on singledegree-of-freedom impact oscillator // J. Sound and vibrations. 1995. Vol. 184, Iss. 3. P. 475–502.
3. Dubowsky S., Moening M. F. An experimental and analytical study of impact forces in elastic mechanical systems with clearances // Machine and Mechanisms Theory. 1978. Vol. 13. p. 451–465.
4. Иванов А. П. Динамика систем с механическими соударениями. — М. : Международная программа образования, 1997. — 336 с.
5. Brach R. M. Moments between impacting rigid bodies // Trans. ASME, I. Mech. Design, 1981. Vol. 103, Iss. 10. P. 812–817.
6. Hogan S. On the dynamics of rigid-block motion under harmonic forcing // Proceedings of the Royal Society А. 1989. Vol. 425, Iss. 1869. P. 441–476.
7. Kamesh D., Pandiyan R., Ashitava G. Passive vibration isolation of reaction wheel disturbances using a low frequency flexible space platform // Journal of Sound and Vibration. 2012. Vol. 331. P. 1330–1334.
8. Косарев О. И. Активное гашение вторичного поля цилиндрической оболочки в дальней зоне с использованием приложенных к оболочке вынуждающих сил // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. № 1. С. 10–17.
9. Efremov D. B., Gerasimova A. A., Gorbatyuk S. M., Chichenev N. A. Study of kinematics of elastic-plastic deformation for hollow steel shapes used in energy absorption devices // CIS Iron and Steel Review. 2019. Vol. 18. P. 30–34.
10. Сорокин В. Н., Захаренков Н. В. Повышение эффективности виброзащиты на базе пневматических резинокордовых устройств // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2017. Т. 1. № 1. С. 50–56.
11. Shaw S. W., Holmes P. J. A periodically forced impact oscillator with large dissipation // Journal of Applied Mechanics. 1983. Vol. 50. P. 849–857.
12. Бурьян Ю. А., Сорокин В. Н., Зелов А. Ф. Разработка и исследование математической модели комбинированной системы виброзащиты на базе пневматических резинокордных устройств // Омский научный вестник. 2016. № 4 (148). С. 19–23.
13. Никитин А. Г., Чайников К. А. Расчет деформации упругого цилиндрического элемента пневматического амортизатора // Вестник машиностроения. 2011. № 8. С. 23–25.
14. Nikitin A. G., Abramov A. V., Bazhenov I. A. Elastic pneumatic cylinder for vibration suppression in slip bearings // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. № 8. P. 501–504.
15. Яблонский А. А., Никифорова В. М. Курс теоретической механики : учебник для вузов. — 13-е изд., исправл. — Москва : Интеграл–Пресс, 2006. — 608 с.
16. Никитин А. Г., Абрамов А. В., Баженов И. А. Экспериментальное исследование щековых дробилок, оснащенных упругими пневматическими элементами в сочленениях кинематических пар // Известия вузов. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 2. С. 166–168.