Механическое устройство для распиливания

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим устройствам, применяемым для обработки, а именно распиловки, материалов. Цель - упрощение конструкции, а также повышение надежности устройства за счет выполнения приводного механизма в виде субгармонического возбудителя колебаний. При включении двигателя 4, установленного в корпусе 1 в направляющих 3 и имеющего номинальную угловую скорость ω, пильное полотно 6, жестко связанное с рабочим органом 2, после непродолжительного переходного процесса начинает совершать периодические устойчивые субгармонические колебания с частотой, в N раз меньшей частоты вращения эксцентрика 5, где N - порядок субгармонического режима, который определяется жесткостями упругого элемента 7 и упора 8. Субгармонические колебания возникают вследствие наличия жесткого упора 8, ограничивающего движение рабочего органа 2 в одну сторону, и упругого упора (упругого элемента 7), ограничивающего движение рабочего органа 2 в другую сторону. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 D 49 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 9ТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4438558/3! -08 (22) 08,06.88 (46) 07.07.90. Ьюл. № 25 (71) Рижский политехнический институт им. А. Я. Пельше (72) М. В. Закржевский и Ю. М. Иванов (53) 621.931-229.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 897427, кл. В 23 D 49/16, 1980. (54) М ЕХАНИЧ ЕСКО Е УСТРОЙСТВО

ДЛЯ РАСПИЛИВАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим устройствам, применяемым для обработки, а именно распиловки материалов. Цель — упрогцение конструкции, а также повышение надежности устройства за счет выполнения приводного механизма в виде субгармониЛ0» 1576253 А1

2 ческого возбудителя колебаний. При включении двигателя 4, установленного в корпусе 1 в направляющих 3 и имеющего номинальную угловую скорость со, пильное полотно 6, жестко связанное с рабочим органом 2, после непродолжительного переходного процесса начинает совершать периодические устойчивые субгармонические колебания с частотой, в и раз меньшей частоты вращения эксцентрика 5, где и — порядок субгармонического режима, который определяется жесткостями упругого элемента 7 и упора 8.

Субгармонические колебания возникают вследствие наличия жесткого упора 8, ограничивающего движение рабочего органа 2 в одну сторону, и упругого упора (упругого элемента 7), ограничивающего движение рабочего органа 2 в другую сторону. 1 з. и. Я ф-лы, 1 ил.

1576253

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции механических устройств, применяемых для обработки, а именно распиловки кости, дерева, металла и других материалов. 5

Целью изобретения является упрощение конструкции за счет замены приводного механизма на субгармонический возбудитель колебаний.

На чертеже изображено устройство, об10 щий вид.

Механическое устройство состоит из корпуса 1, рабочего органа 2, установленного в направляющих 3, с жестко закрепленным на нем двигателем 4. На валу последнего 15 закреплена неуравновешенная масса (эксцентрик) 5. К рабочему органу 2 жестко прикреплено пильное полотно 6. С противоположной стороны рабочий орган 2 соединен с корпусом 1 с помощью упругого элемента 7.

На корпусе 1 со стороны пильного полотна 6 расположен жесткий упор 8.

Устройство работает следующим образом.

При включении двигателя 4, установлен- 25 ного в корпусе 1 в направляющих 3, имеющего номинальную угловую скорость а, пильное полотно 6, жестко связанное с рабочим органом 2, после непродолжительного переходного процесса начинает совершать периодические устойчивые субгармонические колебания с частотой, в и раз меньшей частоты вращения эксцентрика 5, где и— порядок субгармонического режима, который определяется жесткостями упругого элемента 7 и упора 8:

35 где Ci — жесткость упора 8;

C2 — жесткость упругого элемента 7; т — масса подвижных частей устрой- 40 ства; в — угловая скорость вращения эксцентрика 5;

n — порядок субгармонического режима.

Эксцентрик 5 предназначен для возбуж- 45 дения колебаний рабочего органа 2.

Субгармонические колебания возникают вследствие наличия жесткого упора 8„ ограничивающего движение рабочего органа 2 в одну сторону, и упругого упора (упругого элемента 7), ограничивающего движение рабочего органа 2 в другую сторону.

Необходимый размах колебаний рабочего органа обеспечивается настройкой колебательной системы на соответствующий субгармонический резонанс, подбором величин эксцентриситета, диссипации и технической нагрузки. В первом приближении оценка размаха колебаний рабочего органа может быть проведена при решении дифференциального уравнения, описывающего движение рабочего органа:

mx+f(x)+(b +Ь )х=Атев сова, где т — масса рабочего органа вместе с двигателем;

f(x) — упругая характеристика восстанавливающей силы и

Cix при х(0, f(x) =

С х при х)0; х — координата центра масс рабочего органа;

C2 — жесткость упругого элемента;

Ci — жесткость упора;

b2 — величина, характеризующая технологическую нагрузку (действие) обрабатываемого материала на пильное полотно;

b — величина, характеризующая диссипацию (трение) при движении органа в направляющих;

Лт — масса эксцентрика; е — эксцентриситет; в — частота вращения эксцентрика.

Решая линеаризованное дифференциальное уравнение х+Р х+2Бх=еэ„, а cosset, линеаризованная частота свободных колебаний

2b= —; т е экн получают

A= — "

2b где А — полуразмах колебаний на частоте, соответствующей основному резонансу (колебания совершаются с частотой вращения эксцентрика) .

На суб гарм они чески х резонансах полуразмах колебаний увеличивается лропорционально частоте вращения эксцентрика.

Причиной субгармонических режимов в соответствующих частотных диапазонах при вынужденных колебаниях механических систем является наличие упругой связи с нелинейной упругой характеристикой, при этом законы движения субгармонических режимов оказываются близкими к свободным колебаниям. В данном случае такой нелинейной связью является совокупность упругого элемента и жесткого упора. Частота свободных колебаний рабочего органа определяется по формуле (1). При частоте

1576253

Форму,га изобретения

Составитель Н. Финн

Редактор М. Бланар Текред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 18!5 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вращения эксцентрика, кратной частоте свободных колебаний Ро, реализуются устойчивые в целом (т. е. при произвольных начальных условиях, в том числе и нулевых) субгармонические резонансные режимы порядка 1/и, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5). Колебания рабочего органа при этом совершаются с частотой, в целое число раз меньшей частоты вращения эксцентрика.

Использование изобретения дает возможность упростить конструкцию субгармонического возбудителя колебаний за счет замены редуктора и кривошипно-шатунного механизма на упругий элемент и жесткий упор, а также расширить функциональные возможности устройства за счет перехода с одного периодического режима на другой, используя при этом замену соответствующих упругих элементов.

1. механическое устройство для распиливания, содержащее корпус и привод с ме5 ханизмом возвратно-поступательного перемещения рабочего органа, связанного с инструментом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, механизм возвратно-поступательного перемещения Рабочего органа выполнен в видв субгармонического возбудителя колебаний, содержащего упругий элемент, связывающий рабочий орган с корпусом с одной стороны, и жесткий упор, установленный с противоположной стороны рабочего органа на корпусе, при этом привод

15 снабжен закрепленным на нем эксцентриком и расположен на рабочем органе.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде цилиндрической или плоской пружины.