Die Systeme, welche die Vibrationstechnik verwendet, gliedern sich in:
• Systeme mit freier Schwingung, um die es in dieser Richtlinie geht und
• Systeme mit resonanzgebundener Schwingung, die eine spezifische und eingehende Studie verlangen, für die wir an die technisch-kaufmännische Abteilung von Italvibras verweisen.
Das System mit freier Schwingung gliedert sich seinerseits in zwei besondere Methoden:
• kreisförmig: Bei dieser Methode ist die Vibrationskraft auf 360° jeder Drehrichtung ausgerichtet, entweder im Uhr-zeigersinn oder entgegengesetzt.
• gerichtet: Bei dieser Methode ist die Vibrationskraft längs einer einzigen Richtung ausgerichtet, sinusförmig abwech-selnd mit der Zeit.
Die “kreisförmige” Vibration erhält man unter Verwendung eines einzigen Unwuchtmotors.
Die ”gerichtete” Vibration erhält man unter Verwendung von zwei Unwuchtmotoren mit den gleichen elektromechani-schen Eigenschaften, die sich entgegengesetzt drehen.
Nachstehend, schematisch dargestellt, einige Beispiele von typischen Anwendungen:
Um für jeden Fertigungsprozeß einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, hängt die Wahl der Vibrationsmethode und der Vibrationsfrequenz von der Schüttdichte und der Körnung (oder Stückgröße) des Materials ab, das im Prozeß ver-wendet wird (siehe Tabelle auf Seite 92).
Die Unwuchtmotoren können unabhängig von der gewählten Vibrationsmethode an der elastisch isolierten Konstruk-tion mit ihrer eigenen Achse in der waagerechten oder senkrechten Richtung befestigt werden oder, falls erforderlich, auch in einer mittleren Position zwischen den beiden Richtungen.
Bei der Anwendung des Unwuchtmotors mit der “gerichteten” Vibrationsmethode ist der Stoßwinkel “i” sehr wichtig (in Graden gemessen).
Wichtig: Der Schwerpunkt “G” der vibrierenden Vorrichtung (Maschine) mit elastischer Isolierung muß unabhängig von der Größe des Stoßwinkels immer auf der Leitlinie der resultierenden Fliehkraft liegen (siehe folgende Abbildung). Die Größe des Stoßwinkels hängt von der jeweils gewählten Vibrationsmethode ab und muß innerhalb des vorgeseh-enen Bereiches liegen.
Aufgrund des Prozesses und der Materialkörnung wählt man anhand der Tabelle von Seite (92) die Vibrationsmethode und die Zahl der pro Minute erforderlichen Schwingungen.
Dann geht man aufgrund der erhaltenen Anzahl der Vibrationen pro Minute zum entsprechenden Schaubild weiter
(von Seite 93 – 102).
Auf dem Schaubild wählt man für einen gegebenen Stoßwinkel «i» (siehe Beschreibung auf Seite 89) die entsprechen-de Kurve. Auf diesem Schaubild und für diese Kurve: Für eine gewünschte theoretische Transportgeschwindigkeit
des Produkts «Vteo» (m/h oder cm/s) oder «VTEOc» (m/h oder cm/s) für Maschinen mit Neigung kann man den Wert der Amplitude «e» oder der Schwingweite «S», gemessen in mm, erhalten,
der erforderlich ist, um die genannte theoretische Transportgeschwindigkeit des Produkts «Vteo» oder «VTEOc» zu erhal-ten. Die Geschwindigkeit «Vteo» ergibt sich aus der Materialfördermenge, wobei ein Korrekturfaktor zu berücksichtigen ist (siehe folgendes Fallbeispiel der Schwingrinne). Wenn der Wert der Amplitude «e» bekannt ist, kann man den Wert des statistischen Gesamtmoments «Mt» (kg.mm) des oder der Unwuchtmotoren berechnen. Dieser Wert ergibt sich aus der folgenden Formel:
Mt = e x Pv
wobei: Pv = Pc + Po
mit
Pv = Gesamtgewicht der vibrierenden Konstruktion (kg)
Pc = Gewicht der elastisch isolierten Einrichtung (kg)
Po = Gewicht des oder der angebrachten Unwuchtmotoren (kg), hypothetisches Gewicht, das anschließend mit dem des Unwuchtmotors zu vergleichen ist, den man aussucht.
Wichtig: Das Moment Mt, das man erhält, ist das Gesamtmoment der Unwuchtmotoren. Wenn die Vibrationskonstruk-tion daher beispielsweise mit zwei Unwuchtmotoren ausgestattet ist, ist das berechnete Moment durch zwei zu teilen, um das statische Moment des Unwuchtmotors zu erhalten.
Wenn das statische Moment des Unwuchtmotors bekannt ist, ergibt sich aus dem Katalog der Typ des Unwuchtmotors, der zu verwenden ist.
Nach der Wahl des Unwuchtmotors ergibt sich der Wert der Fliehkraft «Fc» (in kg) des Unwuchtmotors wiederum aus dem Katalog.
Aufgrund der Formel a = Fc/Pv gemessen im Vielfachen der Erdbeschleunigung (g)
erhält man den Wert «a», welcher der Beschleunigung längs der Leitlinie entspricht. Dieser Wert muß innerhalb des Bereiches liegen, der in der Tabelle (auf Seite 92) für den vorgesehenen Prozeßtyp angegeben ist.
Achtung: Wenn als Vibrationsmethode die “Gerichtete” gewählt wurde, ist der Wert von «Fc», der in der obigen Formel einzusetzen ist, natürlich zweimal so groß wie der Katalogwert, da zwei Unwuchtmotoren angewendet werden.
Was die Systeme mit freier Schwingung betrifft, empfiehlt sich die Benutzung von elastischen Elementen (wie Schrau-bendruckfedern aus Stahl, Gummi- oder Druckluftpuffer), um der Vibrationskonstruktion in allen Richtungen volle Bewegungsfreiheit zu verleihen.
Für diese freien Vibrationssysteme keine Kurbelstangen, Blattfedern, Flachfedern etc. benutzen. Das schwingungs-dämpfende Element muß eine angemessene Belastbarkeit aufweisen, d.h. es muß ein Gewicht tragen können, das dem Gesamtgewicht «Pt» entspricht (d.h. der Summe der Gewichte der elastisch isolierten Einrichtung, des oder der Unwuchtmotoren «Pv» und des auf der Einrichtung lastenden Materials «Ps»),
multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor, der zwischen 2 und 2,5 liegt. Die Belastbarkeit «Q» des elastischen Elements ist daher:
Nun ist der Federweg «f.» des elastischen Systems mittels des Schaubildes A festzulegen, und zwar aufgrund der Vibrationsfrequenz (Umdrehung/min des Unwuchtmotors) und aufgrund des Resonanzverhältnisses «r.» (zwischen der Vibrationsfrequenz der Maschine und der Eigenfrequenz der elastischen Elemente), das zwischen 3 und 5 liegen sollte. Die Federkonstante des schwingungsdämpfenden Elements hat folgende Formel:
K kg-mm = Pv/fxN wobei f = Federweg der elastischen Elmente (mm)
Die Belastbarkeit «Qkg.» und die Federkonstante «Kkg-mm» sind zwei Größen, die erforderlich sind, um die elastischen Elemente auf dem Markt zu beschaffen.
Es ist unbedingt erforderlich, die Belastung der Schwingmaschine gleichmäßig auf das elastische System zu verteilen. Das Schaubild B gibt den Prozentwert der elastischen Isolierung (I%) zwischen der Vibrationskonstruktion und der elastischen Struktur an, und zwar aufgrund des Verhältnisses «r».
Die elastischen Elemente sind so anzuordnen, daß der Federweg aller Elemente gleich ist, um die Maschine im Gleich-gewicht zu halten.
Wichtig: Die Stützkonstruktion, an der die elastischen Elemente der Schwingmaschine befestigt sind, muß starr am Boden oder anderen Stützstrukturen befestigt werden, auf jeden Fall immer ohne weitere elastische Elemente zu benutzen.