Вибрационная машина

 

ВИБРАЦИОННАЯ МАШИНА, содержащая мягко виброизолированный ра .бочий орган с установленными на Тнем механи ческими вибровозбудителями,каждый из которых автономно связан с асинхронным электродвигателем, подключенным к выходу блока регулирования , вход связан со следящей системой с подключенными к ней датчи:Ками положения, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения площади рабочего оогана вибромашины,, она снабжена по числу вибровозбудителей устрсйЧствами для торможения асинхронных электродвигателей, входы которых подключены к следящей систё ,ме, причем вибровозбудители размеще (Л ||ны от центра масс рабочего органа на асстряниях ifS-VlJ/M, момент инерции рабочего органа относительно его j-лавной централь ной оси инерции, б е кг-м;М -масса рабочего органа, кг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) . (11) Зш В 07 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ..

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3348896/29-03 (22) 21 . 10. 81 (46) .07.04.83. Бюл. Й 13 (72) М.М.Афанасьев, И.И.Блехман, Л.А.Вайсберг, В.А.Макаров и А.В.Печенев (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова". тельский и проектный институт механической обработки полезных ископа" емых (53) 621.928(088.8) (56) 1. Блехман Н.Н. Синхронизация динамических систем. М;, "Наука". °

1971, с.72, рис.86.

2. Авторскее свидетельство CCCP

И 125117,.кл. В 07 В 1/00, 1 958.

3. Блехман Н.Н. Синхронизация динамических систем. М., "Наука", 1971, с.842, табл.5, п.9 (прототип) ° .(54) (57) ВИБРАЦИОННАЯ NAINHA, содер жащая мягко виброизолированный ра .бочий орган с установленными на нем механическими вибровозбудителями,каждый из которых автономно связан с асинхронным электродвигателем, подключенным к выходу блока регулирования, вход котс рого связан со следящей системой с подключенными к ней датчи.ками положения, о т л и ч à ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения площади рабочего о@гана вибромашины, она снабжена по числу вибровозбуди". телей устройствами для торможения асинхронных электродвигателей, входы которых подключены к следящей систе- I.. ,ме, причем вибровозбудители размеще::ны от центра масс рабочего органа .на расстояниях 1 17/М, где,-1- момент инерции рабочего органа относительно его 1 ла аной централь ной оси и нерции, кг м;М - масса рабочегооргана, кг.

1, 10

Изобретение относится к транспорт- но-технологическим машинам, а более .конкретно к вибрационной технике, и преимущественно может быть использо, вано для рассева и транспортировки сыпучих материалов в строительной и химической промышленности, в черной и цветной металлургии.

Известна вибрационная машина, содержащая мягко виброизолированный рабочий орган с установленными на нем самосинхронизирующимися вибровоз-. будителями дебалансного типа, линия ,.действия результирующей силы которых ,проходит через центр тяжести рабочего 1s .органа 11 >.

09 2, ми, каждый иэ которых автономно связан с асинхронным электродвигателем, подключенным электродвигателем, подключенным к выходу блока регулирования, вход которого связан со следящей системой с подключенными к ней датчиками положения. Самосинхрониэация вибровозбудителей этого типа машин достигается при условии

V v " 3/М, (2) Основным недостатком такой машины является невозможность приведения в нужное колебательное движение ра20 бочего органа с относительно большои площадью рассева, что предопределяется ограничениями по несущей способности подшипников вибровозбудителей.

Известна так>хе вибрационная машина ,> 25 содержащая мягко виброизолированный рабочий орган с установленными на нем и приводимыми в движение с помощью асинхронных электродвигателей вибровозбудителями дебалансного типа, вращающимися в одинаковых направлениях и расположенными симметрично относительно центра масс рабочего органа, причем для обеспечения самосинхронизации вибровозбудителей последние расположены от центра З5 масс рабочего органа на расстоянии где M - - масса рабочего органа; ;3 --мо-40 мент инерции рабочего органа.относительно главной центральной оси инерции, проходящей параллельно осям валов дебалансов. вибровозбудителейЮ

Рабочий орган такой машины.совершает колебания в плоскости действия возмущающей силы.

Условие (1) по сути своей предопределяет основные параметры машины, а также расположение вибровозбуди- 50 телей на рабочем органе, причем в . случае невыполнения условия (1> виб- ровозбудители не синхронизируются с нужной фазировкой.

Известна вибрационная машина, со- и держащая мягко виброиэолированный рабочий орган с установленными на нем механическими вибровозбудителягде М вЂ” масса рабочего органа; 3 --момент инерции рабочего органа относительно главной центральной оси инерции, проходящей перпендикулярно линиям действия вибровозбудителей;

r — расстояние между направлением действия возмущающей силы каждого вибровоэбудителя и центром масс рабочего органаГ33, В случае несоблюдения условия (2) вибровозбудители не синхронизируются с нужной фазировкой.

Опыт конструирования вибромашин показывает, что в небольших машинах условиям $ 1 ) и (2 ) удовлетворить достаточно легко, но что касается крупногабаритных машин, то для них практическая реализация этих условий не представляется возмо>кной. Это обстоятельство вынуждает разработчиков вибромашин искать иные технические решения, обеспечивающие фазовую синхронизацию вибровозбудителей более крупных машин, появление которых ожидается в ближайшее, время.

Таким образом, добиться существенного увеличения площади рабочего органа вибромашины с самосинхронизирующимися вибровозбудителями не представляется возможным, а это, в свою очередь, не позволяет увеличить ее производительность.

Целью изобретения является увеличение площади рабочего органа вибромашины.

1.

Эта цель достигается тем, что известная машина, содержащая мягко виброизолированный рабочий орган с установленными на нем механическими вибровоэбудителями, каждый из которых автономно связан с асинхронным электродвигателем, подключенным к выходу блока регулирования, вход которого связан со следящей системой с подключенными к ней датчиками положения, снабжена по числу вибровоэ3 1009533 будителей устройствами для торможения этом параметр 1" в указанных машинах

О

I асинхронных электродвигателеи, входы выбирается из условия: *для r.1 которых подключены к следящей системе, причем вибровозбудители разме- Нэ м, щены от центра масс рабочего органа

На расстояниях для фиг.2

:.(4) r (з/N, -9 11

r /2э/ д где 3 - момент инерции рабочего opra- 1в где на,относительно его главной центральной оси инерции, Ч-1. кг. м ; М - масса рабочего .. -1 1 О +1 ЯИ . органа, icr.

На фиг.1 пРедставлен вид сбоку 1Ю Э„, 3 - моменты инерции рабочего оррабочеГО ОрГана вибромашины с уста- гана Относительно его глав, х центновленными на нем вибровозбудителями ральных осей инерции. у у р -yrop направленного действия, расположенны- между линией действия вибровозбудитеми относительно центра масс рабочего ля и линией главного габарита рабооргана симметрично в его плоскости чего органа. Для фиг.3 симметрии, включающей главную центральную ось инерции М с минималь- (s) ным моментом инерции; на фиг.2рабочий орган с установленными на нем вибровозбудителями направленно-, Оиоромашина содержит рабочий орган .2$ )1 го действия расположенными вне его Установленный на виброизоляторах

У плоскости симетрии, включающей, и несущии вибровозбудители 3 и 4 главную центральную ось 0У инерции направленного действия (фиг.1.и с минимальным моментом инерции 3

У фиг.2) или же с круговыми колебасимметрично относительно этой плос- ниями рабочего органа (фиг. 3). Вибровоз и кости, так что плоскость, включаювозбудитель 3 может состоять либо действия возбудителей, из 4вух 4ебалансных валов 5 и 6, кивключает центр масс рабочего орга- нематически связанных между собой, фи .3 - вид сбоку рабочего например, посредствбм шестерен 7 и 8 э 1 органа с установленными на нем вибро- (см. фиг. Р, и вРаЩаюЩихсЯ с частовозбудителями дебаланснОГО типа, вр а „имися в одинаковых направ- . напРавлениЯх, либо из оДного 4ебалениях и расположенными .симметрично лансного вала 5 (см.фиг.5 ). 8 обоих относительно центра масс рабочего слУчаЯх один конец вала вибРовоз- оргаНа; на фиг.lf - .,принципиальная будителл 3 посРеДствОм напРимеР, хема (в одноканальном исполнении) ю эластичной лепестковой муфты 9 свяпривода для вибромашины по фиг.1 зан с приводным асинхронным .электрои фиг.2 с устройством для торможе- 4вигателем 10. Другой конец вала ния, содержащим вентилятор1 на фиг 5- вибровозбу4ителя 3 B конструкциях .то же, для вибромашины на фиг.3; по фиг." и Фиг 5 посредством другой на фиг.б - то же, с устройством ди- эластичной лепестковой муфты 11 и намического торможения электродви-. магнитоуправляемой муфты 12 связан с гателя; на фиг.7 — устройство динами- УсТРойством 13 для торможения электческого торможения электродвигателя; Родвигателя 10 при его регулирована фиг.8 - принципиальная схема (в нии, выполненным, в частности, в виде одноканальном исполнении привода для зв вентилятора Электродвигатель 1О вибромашины на фиг.3 с устройством= посредством блока Регулйрования 14 для торможения. подключен к источнику питания 15.

Для контроля фазы вращения вибровоз- " будителей 3,. установленных на рабоНа фиг.1-3 приведены принципиаль и чем органе. 1 машины, в каждый из ные схемы рабочих органов вибромаши- них введен датчик положения 16, ны, в которой преимущественно может функционально связанный с дебалансным .быть использовано изобретение, при валом 5. Датчики 16 подключены к

25

10 входам 17 следящей системы 18, одна группа выходов 19 которой связана с соответствующими входами блоков регулирования 14, а другая группа ее выходов 20 связана с соответствующими входами блока 21 управления, выходы 22 которого подключены к входам соответствующих электромагнитных муфт 12.

Устройство для торможения 13 может быть также выполнено в виде тиристорного блока 23 (см.фиг.6), выход которого подключен к обмоткам статора электродвигателя 10 и шунтирующего эти обмотки при переводе электродвигателя 10 в режим динамического торможения сигналами от следящей системы 18. Тиристорный блок 23 может содержать один или два управляемых диода 24 (см.фиг.7) и стандартную схему их защиты и блокировки (последняя не показана).

Устройство для торможения может быть также выполнено в виде электрического генератора 25, вал которого жестко связан с валом приводного электродвигателя 10. Обмотки статора генератора подключены к силовому блоку 26, управляемому сигналами от следящей системы 18 (см.фиг.8).

В основу машины положен принцип значительного увеличения площади ее рабочего органа при условии, когда параметр V может удовлетворять неравенствам вида (3 ), (4 ), (5) ° Это предложение находится в противоречии со сложившимся в настоящее время общепринятыми представлениями, касающимися правил конструирования данного класса машин, которые определяются согласно условиям (1) и 12).

В практическом плане реализация условий (,3), (4), (5) без введения в вибромашину новых элементов влечет за собой синхронизацию вибровозбуди" телей 3 в противофазе по отношению друг к другу, причем введение в такую вибромашину следящей системы

18 для контроля и регулирования фазы вращения вибровозбудителей 3 не меняет существа дела по той причине, что устойчивость противофазного синхронного вращения не всегда возможно нарушить путем отключения электродвигателя 10 от источника питания

15.Одновременное же введение в машину следящей системы 18 и тормоза 13 позволяет получить качественно новый

09533 б результат, который характеризуется тем, что здесь достигается переход от противофазного к синфазному вра-" щению вибровозбудителей 3. Использование тормоза полезно также и тем, что при наличии дополнительной нагрузки, выполненной, в частности, в виде вентилятора (см. фиг. 4 и фиг. 5) или же в виде генератора (см. 8) достига-, ются меньшие углы рассогласования вибровозбудителей 3. Это обстоятельство существенно снижает паразитные колебания рабочего органа машины и делает ее работу более стабильной.

Вибромааина работает следующим образом.

Первоначально по сигналу опорной частоты (дв от следящей системы 18 вибровозбудители 3 включаются в рабо-. ту. Они разгоняются до тех пор, по— ка частота их вращения не достигнет которая для обеспечения нормальной работы вибромашины принимается несколько меньшей рабочей частоты

Ф приводных электродвигателей 10.

В процессе работы машины следящая система 18 детектирует очередность

Зв следования синхроимпульсов (О от датчиков 16 и опорной частоты (йо и в зависимости от результата сравнения выдает команды блокам регулирования 14 для включения или выключения соответствующего электродвигателя

10, а также выдает команды блоку управления 21 для включения или выключения электромагнитной муфты

12. При этом выключение электродвигателя 10 от источника питания 15 происходит при условии, что первым по отношению к сигналу опорной часто-ты (90 приходит сигнал от датчика 16, в противном случае электродвигатель

10 остается включенным. Включение электромагнитной муфты 12 имеет место в периоды, когда электродвигатель 10 отключен от источника питания 15, что позволяет развернуть дебалансный вал на угол 180, если это необходимо, и сфазировать вибро.возбудители 3 между собой.

Аналогичным образом происходит регулирование в случае использования динамического торможения согласно схемы на фиг.6.

Если же в качестве тормоза исполь-. зуется генератор 25 (с; .фиr. 3 $, то

7 10095 работа привода машины происходит следующим образом.

Электродвигатель 10 постоянно аращает ротор генератора 25, который подключается к электросети с помощью s силового блока 26 и выдает в нее энергию в моменты, когда электродвигатель 10 отключен от сети, при этом происходит активное торможение элект,родвигателя 10 и осуществляется пово- 19 рот..дебалансного вала и его фазировка по отношению к сигналу опорной частоты(о.

Таким образом, при использовании настоящей машины достигается фазовая синхронизация определенного числа механически несвязанных между собой вибровозбудителей для "нестандартных" условий их расположения на рабочем органе, отвечающих неравенствами 1 3),2В (4),(5 ). Вибрационная машина по своей

33

8 сути характеризуется большой производительностью, хотя достигается это некоторым усложнением электричес- кой схемы ео управления и введением дополнительных узлов, например, электромагнитных муфт и вентиляторов (,в слуЧае, если машина выполнена -no схеме фиг.4 и фиг.5). Однако последний йедостаток не в полной мере при"ущ машине по схемам фиг.6 и 8.

Использование машины позволяет повысить производительность, улучшить компановку рабочего органа в силу того, что вибровезбудители представилось возможным р3йполагать по усмотрению конструьд ора. Это обстоятельство позволяет также уменьшить массу рабочего органа машины и снизить устаНовочную мощность приводных электродвигателей.

1009533

1009533

1009533

Составитель Р.Гладун

Редактор С.Титова Техред М.Гергель Корректор А.Повх Заказ 2548/5 Тираж 6 5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета АЗССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4