Základní pojmy vibrační techniky

1. Tvar kmitu

   Různé vibrační stroje kmitají různým způsobem. Udělejte na bočnici stroje (je-li tam nějaká bočnice) tečku a za chodu stroje sledujte, jaký obrazec se z tečky vytvoří. Může to být

   • úsečka - pak jde o kmit přímočarý
   • kružnice - pak jde o kmit kruhový
   • elipsa - pak jde o kmit eliptický
   • cosi neurčitého - pak jde o kmit obecný

   Výše uvedené platí v případě, že pohyb stroje je rovinný, t.j. probíhá v rovinách rovnoběžných s bočnicí stroje. Existují však i stroje, které kmitají skutečně prostorově (vertikální dopravníky, kruhové třídiče, vibrační zásobníky).

   P.S. Termín tvar kmitu pak používají lidé z oboru vibrační techniky, aby vypadali jako znalci...

2. Amplituda kmitu

   Maximální výchylka ze střední do krajní polohy u kmitu přímočarého a poloměr opisované kružnice u kmitu kruhového. Amplituda je polovina rozkmitu. Přísně vzato i další používané veličiny jako rychlost a zrychlení mají svou amplitudu (=maximální hodnotu), běžně se však tento termín používá pro (maximální) výchylku.

3. Rozkmit

   Dvojnásobek amlitudy u kmitu přímočarého a průměr opisované kružnice u kmitu kruhového. Rozkmit (die Schwingweite) je s oblibou používán v německy mluvících zemích. Pokud si to člověk neuvědomí, může dojít k závěru, že německé stroje jsou dvojnásobně nadupané oproti ostatním...

4. Harmonický pohyb

   Je to takový periodický pohyb, kdy se okamžitá hodnota výchylky (rychlosti, zrychlení) mění podle goniometrické funkce sinus (x - výchylka, v - rychlost, a - zrychlení )

   

   Většina vibračních strojů kmitá harmonicky.

5. Akcelerometr

   Tímto pojmem rozumíme podle souvislosti:

   • přístroj pro měření zrychlení, sestávající z čidla a vyhodnocovacího přístroje
   • samostatné čidlo pro měření zrychlení

6. Vertikální zrychlení

   Existuje vazba mezi výchylkou stroje, okamžitou rychlostí a zrychlením. Svislá složka zrychlení je důležitá při návrhu vibračního stroje.

   Hodnotu vertikálního zrychlení lze spočítat a/nebo odměřit pomocí akcelerometru.

7. Koeficient vrhu Kv

   Jde o poměr maximálního vertikálního zrychlení ke zrychlení gravitačnímu. Například hodnota Kv=2,5 znamená, že vertikální zrychlení stroje je dvouapůlnásobkem gravitačního zrychlení, čili cca. 25 m/s₂ . Potřebná hodnota Kv závisí na typu stroje a jeho technologické funkci.

8. Pracovní frekvence

   Počet kmitů stroje za jednu sekundu. Uvádí se v Hertzích (Hz). U strojů poháněných příložnými vibrátory anebo s budičem poháněným asynchronním elektromotorem bez dalšího převodu se běžně používají tyto frekvence:

   Frekvence [Hz]	Otáčky [1/min]	Provedení elektromotoru	Příklad vibrátoru VIBROS
   12	750	osmipólové	NO28
   16	1000	šestipólové	NO26
   24	1500	čtyřpólové	NO24
   50	3000	dvoupólové	NO22

   Jak je vidět, udává poslední číslice v označení našich příložných vibrátorů počet pólů a tím tedy i jejich pracovní frekvenci.

   Pracovní frekvence stroje se volí s ohledem na jeho technologickou funkci.

9. Napájecí frekvence

   Frekvence střídavého proudu, který napájí (příložné) vibrátory. V našich zemích tedy 50 Hz. Pomocí frekvenčního měniče lze napájecí frekvenci měnit. Úměrně se tím mění i frekvence pracovní. Výkonnost některých vibračních strojů lze tedy za určitých, přesně stanovených podmínek nastavovat pomocí frekvenčního měniče.

10. Jednohmotový systém

    Nejjednodušší možný fyzikální model kmitající soustavy s jednou kmitající hmotou. Odpovídá nejjednoduššímu a nejrozšířenějšímu typu vibračního stroje.

    

    V reálném světě znázorněný pohyb časem vymizí - je utlumen. I to lze samozřejmě výpočtově řešit.

    Existují i složitější případy (a stroje), kdy kmitajících hmot a pružin je více - mluví se pak o vícehmotových systémech.

11. Vlastní frekvence

    Abychom hmotu z animovaného obrázku v předešlém bodu udrželi dlouhodobě v chodu, je zapotřebí ji rozkmitávat na ni přiloženou silou. V našem případě se i velikost této síly harmonicky mění. Výchylka hmoty pak kromě velikosti této síly závisí na budící frekvenci. Existuje frekvence, při níž výchylka extrémně vzroste (pokud by neexistovalo tlumení, pak dokonce až nekonečnu). Tento jev se nazývá rezonance, odpovídající frekvence budící síly nazývá frekvencí vlastní nebo také rezonanční.

    

12. Nadrezonanční stroj

    Pracovní frekvence takového stroje je vyšší než frekvence vlastní. Je to i případ tzv. volně kmitajících strojů, kdy požadového tvaru kmitu je dosaženo výhradně polohou vibrátoru nebo vibrátorů

    Existují i stroje pracující v rezonanci nebo pod ní. Výhodou rezonačních strojů je minimálni spotřeba elektrické energie. Mají však zase jiné nevýhody.

13. Rezonanční doběhové jevy

    Po vypnutí vibrátorů nadrezonančního stroje jejich rotory s nevývažky poměrně dlouho dobíhají. Ve chvíli, kdy je jejich frekvence shodná s vlastní frekvencí stroje, dochází k takřka učebnicové rezonanci. Výrazně vzroste výchylka. To je nevhodné např. u velmi velkých a těžkých strojů nebo u strojů, jejichž vstupy a výstupy jsou hermetizovány.

    Uvedený jev lze výrazně omezit tím, že se vibrátory nenechají doběhnout volně, ale nějakým způsobem se co nejdřív zabrzdí. U příložných vibrátorů se to nejlépe provede pomocí tzv. stejnosměrného brzdění, při němž se do vinutí elektromotoru na krátkou dobu pustí stejnosměrný proud. K zabrzdění dojde během několika málo vteřin. Použítí stejnosměrné brzdy u námi dodávaných strojů bez výjimky doporučujeme a dodáváme pro to i základní prvek potřebného zapojení - blok stejnosměrné brzdy BSB.