Вибрационное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1215754 (51)4 В 06 В 1)14

ВСГср@. <„„

13," ." " ..,.,— |В

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "ВЛИВ "Р (р

Ф

° еееее

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3818222/24-28 (22) 03.12.84 (46) 07.03.86. Бюл. № 9 (71) Рижский ордена Трудового )храс!!ого

Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше (72) С. Л. Цыфанский и В. И. Бересневич (53) 534.141 (088.8) (56) Вибрации в технике. — Справочник.

М.: Машиностроение, 1981, т. 4, с. 281. (54) (57) ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание, рабочий орган, связанпую с ним и с основанием систему упругпх элементов и эксцентриковый вибровозбудитсль с упругой связью, шарнирно сосiIIIIcI«IoI1 с рабочим органом, от.шч()ющ(((»

Tcм, что, с целью снижения пускового момента и повыш IIIIH стабильности рсзо!!!1!!сных колеоаний, оно снабжено кипсматичсски с вя 3(I II II I>1 %1 (эк(. ц(. птр иковым Вибровозб3 (итег!сх! толкатслсм с пазом, а упругая связь также !парпирьц) соединена с ocHol33цисм и выполнена в виде двуx упругих элементов, соедипсццых один с другим при помощи 1парнира, размсщ llllol 0 в пазу с возМОЖ IIOCTbIO IIC РСМ(. П!(. П И)1 В IO. 1Ь IICÃO.

1215754

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в вибрационных площадках, конвейерах, питателях и других вибромашинах для возбуждения колебаний рабочего органа.

Целью изобретения является снижение пускового момента и повышение стабильности резонансных колебаний.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — график зависимости эквивалентного коэффициента Кэ жесткости упру=.îé системы от угла <р поворота кривошипа; на фиг. 3 — схема векторного разложения сил, действующих в упругой связи.

Вибрационное устройство содержит основание 1, рабочий орган 2, связанную с ним и с основанием 1 систему упругих элементов

3, эксцентриковый вибровозбудитель с упругой связью, включающий электродвигатель

4, связанный с ним кривошип 5 и шарнирно соединенный с ним шатун 6, с которым кинематически связан толкатель 7 с пазом 8.

Упругая связь выполнена в виде двух упругих элементов 9 и 10, соединенных один с другим шарниром 11, размещенным в пазу 8 с возможностью перемещения вдоль него. Упругий элемент 9, в свою очередь, шарнирно связан с рабочим органом 2, а упругий элемент 10 шарнирно связан с основанием 1.

Вибрационное устройство работает следуюгцим образом.

В начальный момент времени (= О) благодаря соответствующей регулировке устройства шарнир 11 располагается в средней части паза 8 (зазоры 0 и о. равны между собой). Поэтому сразу после запуска электродвигателя 4 толкатель 7 свободно перемещается относительно шарнира 11 до тех пор, пока не выберется зазор oi . Упругие элементы 9 и 10 в течение этого промежутка времени благодаря наличию зазора

oi остаются ненапряженными, находясь в состоянии устойчивого положения равновесия. Жесткость упругой системы устройства при этом определяется только коэффициентами жесткости Ki упругих элементов 3 (К. = 2К ). На фиг. 2 этому интервалу времени соответствует участок ав графика зависимости К. от rp.

В,момент обращения в ноль зазора о (для определенности примем, что это происходит при ср = л/2) эквивалентный коэффициент жесткости К. упругой системы устройства скачкообразно увеличивается за счет включения в работу упругих элементов 9 и 10 (участок вс на фиг. 2). После этого начинается совместное движение толкателя 7 и шарнира 11, Упругие элементы

9 и 10 при этом постепенно сжимаются, поворачиваясь вокруг шарниров на угол а (малыми перемещениями шарнира 11 в направлении оси У по сравнению с его перемещениями в направлении оси Л пренебрегаем) . Эквивалентный коэффициент жест10

55 кости К. упругой системы в течение данного промежутка времени непрерывно меняется, его текущее значение зависи-. от угла а и определяется выражением

Кэ = 2K cos а

Ко (1) где Kn — коэффициент жесткости одного из упругих элементов (9 или 10). На фиг. 2 выражению (l)соответству:ет участок cd графика зависимости.

Устройство отрегулировано таким образом, что вертикальное положение (а = О) упругих элементов 9 и 0 соответствует значению угла q, несколько меньшему величины л. Поэтому при г = л происходит перескок упругих элементов 9 и 10 в крайнее левое положение устойчивого равновесия, в результате чего шарнир 11 снова располагается в средней части паза 8 (зазоры 0) и о равны между собой), а эквивалентный коэффициент жесткости К. упру ой системы уменьшается до величины К. =2K (у исток de графика на фиг. 2).

При последующем врашснии кривошипа

5 (изменение ц от л до 2л) описанный процесс полностью повторяется (в той лишь разницей, что толкатель 7 и связанный с ним шарнир 11 перемешаются в обратном направлении, т. е. слева направо). При этом происходит еше один цикл изменения эквивалентного коэффициента жесткости Кз упругой системы устройства (участок efghk графика на фиг. 2).

Таким образом, работа предлагаемого вибрационного устройства сопровождается периодическим изменением коэффициента жесткости его упругой системы от К."*

= 2К до К. х = 2К|+ -. Глубина пульсации коэффициента жесткости при этом определяется выражением к ...-- к..;. к к, Кэ тзаг + Кэ лил 8 + Ko/ K1

Соответствующим выбором величин К и Ко можно реализовать практически любое значение коэффициента и параметрического возбуждения в интервале от О до 1.

Периодическое изменение коэффициента жесткости механической системы служит причиной параметрического возбуждения колебаний. На этой особенности системы и основана работа BHGpBLf,ионного устройства, в котором вертикальные колебания рабочего органа 2 возбуждаются благодаря периодическому изменению во времени коэффициента жесткости К..

Параметрический резонанс в данном устройстве развивается в широких частотных интервалах, называемых областями динамической неустойчивости. Ширина резонансной области может достигать своих предельно допустимых значений, так как имеется возможность реализации коэффициентов параметрического возбуждения и, близких к l.

Благодаря расширению резонансной ооласти

1215754 юг. Г эффективная работа устройства на резонансных режимах обеспечивается в широком диапазоне частот. Следствием этого является повышение стабильности резонансных колебаний рабочего органа к изменениям массы загрузки обрабатываемой среды, к неконтролируемым отклонениям масс и жесткостей элементов вибрационного устройства.

В результате необходимость точной настройки устройства на резонанс отпадает.

Кроме того, запуск вибрационного устройства осуществляется при малом пусковом моменте электродвигателя. Это объясняется следующими обстоятельствами. В данном устройстве толкающее усилие F, действующее со стороны толкателя 7 на шарнир

11, раскладывается по упругим элементам

9 и 10 (фиг. 3). Поскольку длина шатуна 6 значительно больше длины кривошипа 5, можно считать, что линия действия толкающего усилия Fпара,ллельна оси Х, а сжимающие силы Р и Р;„равны между собой.

При прочих равных условиях величина Р (или Р;) тем больше, чем меньше угол а.

В частности, при а (10 (что нетрудно обеспечить практически) имеем P4 ) 3F.

10 Таким образом, в предлагаемом вибрационном устройстве при одном и том же значении толкающего усилия F реализуются большие величины сжимающих усилий Р и Р;,. Это, в конечном счете, и обеспечивает существенное снижение пускового момента приводного электродвигателя.! 2! 5754

Редактор A. Ворович

Заказ 929!7

Составители H. Вартанова

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4