Пневматический вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса и способ регулирования его энергетических параметров

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования возмущающих сил. Целью изобретения является повышение эффективности работы путем изменения частоты, амплитуды и направления действия возмущающей силы и повышение надежности запуска путем снижения тормозящего момента. Регулирование энергетических параметров вибровозбудителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатого газа и неизменяемом направлении действия равнодействующей этих сил, приложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, осуществляется перераспределением массы дебаланса 3, при котором смещается центр масс дебаланса по отношению к направлению действия равнодействующей силы. Дискретное перераспределение массы дебаланса производится до подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем выполнения в дебалансе радиального паза 7 или выполнения дебаланса 3 из двух элементов из материалов разной плотности. Плавное перераспределение массы дебаланса осуществляется после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем регулируемого перемещения второго элемента относительно дебаланса 3 под действием центробежных сил. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51}5 В 06 В 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный НОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,21) 4353213/24-28 (22) 3!.12.87 (46) 15,07.90.Бюл, № 26 (71) Институт горного дела СО AH СССР (72) Х,Б.Ткач (53) 534,232 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1369833, кл. В 06 В 1/18, 1985, Авторское свидетельство СССР № 889141, кл. В 06 В 1/18в 1979 ° .(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИИ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ С ВОЗВРАТНО-ПОВОРОТНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

ДЕБАЛАНСА И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования возмущакицих сил, Целью изобретения является повьппение эффективности работы путем изменения частоты, амплитуды и направления действия возмущающей силы и повышение надежности запуска путем снижения тормозящего момента, „„SU„„. 1577876 А 1

Регулирование энергетических парамет-. ров вибровозбудителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатого газа и неизменяемом направлении. действия равнодействующей этих сил, риложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, осуществляется перераспределением массы дебаланса 3, при котором смещается центр масс дебаланса по отношению к направ.лению действия равнодействующей силы.

Дискретное перераспределение массы дебаланса производится до подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем выполнения в дебалансе радиального паза 7 или выполнения дебаланса 3 из двух элементов из материалов разной плотности, Плавное перераспределение массы дебаланса осуществляется после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем регулируемого перемещения второго элемента относительно дебаланса 3 под действием центробежных сил. 2 с, и 9 з,п.ф-лы, 8 ил.

1577876

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования возмущаю5 щих сил

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем изменения частоты,, амплитуды и направле-1О ния действия возмущающей силы и по-. .вьппение надежности запуска путем сни-!

1 жения т ормо зяще ro момент а, На фиг,1 показана схема разворота ,дебаланса относительно его центра масс до подачи сжатого газа. в вибров6збудитель путем перераспределения масс дебаланса при помощи паза со стороны его оси качания; на фиг, 2— то же, при помощи паза со стороны цилиндрической поверхности дебал «Нса; на фиг.3 — выполнение элементов дебаланса из материалов с различной плотностью; на фиг.4 — то же, при помощи лыски со стороны цилиндричес- 25 кой поверхности дебаланса; на фиг,5 операция разворота дебаланса относительно его центра масс после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем перераспределения масс дебалан.са за счет подвижности в радиальном направлении элемента, подпружиненного относительно дебаланса упругим элементом; на фиг,6 — выполнение упругого элемента в виде упругой обояоч5 ки с сжатым газом внутри нее; на фиг, 7 — то же, в виде пневматической камеры; на фиг, 8 — смещение подвижного элемента относительно радиуса, про ходящего через центр масс друго го элемента.

Пневматический вибровозбудитепь содержит цилиндрический корпус 1 .с отверстиями (не показано) для подвода и отвода сжатого газа, .установленный в нем с возможностью качания на оси 2 дебаланс 3 с входным 4 и выходным 5 каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора, Дебаланс 3 выполнен по крайней мере из двух элементов, центры масс которых .размещены последовательно между осью 2 и цилиндрической поверхностью

6 дебаланса 3, причем одним из элементов может быть дебаланс 3. В де55 балансе 3- может быть выполнен радиальный паз 7 со стороны оси 2 или со стороны его цилиндрической поверхности 6. Дебаланс 3 может быть выполнен с лыской 8 и содержать второй элемент 9 из материала с большой плотностью, например из свинца, Конструкция дебаланса 3 может содержать упругий элемент в виде пружины 10, подпружинивающий второй элемент 9 относительно первого элемента, которым является дебаланс 3 вдоль радиуса, проходящего через центр масс первого элемента. Упругий элемент может быть выполнен в виде эластичной оболочки 11 с сжатым газом внутри нее или в виде соединенной с источником сжатого газа (не показано) каналом 12 пневматической камеры 13, образованной выточкой 14 в первом элементе 3, закрытой торцом второго элемента 9, Конструкция дебаланса 3 может содержать пневматическую камеру 13 и второй элемент 9, центр массы К которого смещен относительно радиуса, проходящего через центр массы К первого элемента, которым

° l является дебаланс 3 (фиг, 8), Боковые поверхности 15 дебаланса 3 в полости корпуса 1 образуют рабочие камеры.

Виброво з будитель с возвратно — поворотным движением дебаланса работает следующим обр азом.

Для регулирования энергетических параметров вибровозбудителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатого газа и неизменяемом направлении действия равнодействующей этих сил, приложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, перераспределяют массу дебаланса 3 и смещают за счет этого центр масс по отношению к направлению действия равнодействующей силы, Дискретное перераспределение массы дебаланса выполняют до подачи сжатого газа в вибровозбудитель, а плавное перераспределение масс дебаланса 3 — после подачи сжатого газа в вибровозбудитель, Дискретное перераспределен«е массы дебаланса 3 может бь ть реализовано при помощи выполнения в дебалансе 3 вдоль радиуса,проходящего через его центр массы, радиального паза 7 со стороны оси 2 или со, стороны его цилиндриче ской по в ер хно сти 6, Выполнение р адиального паза 7 в дебалансе 3 смещает центр массы последнего из точки

К в точку К (фиг 1 и 2), Дискретl ное перераспределение ма сы дебалан7876 б вующей со стороны оси 2 на дебалансе

3 и снижающей частоту его колебаний.

При необходимости увеличения частоты

5 колебаний дебаланса 3 производят ана" логичным образом замену дебаланса 3 на новый, . у которого центр масс нахо50

5 157 са может быть реализовано путем вы- . полнения его составным по крайней мере из двух элементов, Одним элементом является дебаланс 3, а другой элемент 9 выполнен из материала с большой плотностью, например из свинца и расположен в пазу со стороны цилиндрической поверхности 6 дебаланса после дискретного перераспределения массы дебаланса 3 устанавливают его в вибровозбудитель, При подаче сжатого газа в корпус 1 на боковой поверхности 15 дебаланса 3 возникает распределенная активная сила от воздействия на нее сжатого газа, рав нодействующая которой приложена в точке А, расположенной в центре боковой поверхности 15, перпендикулярно к последней (фиг.1), Поочередное воздействие сжатого газа на боковые поверхности 15 дебаланса 3 вызывает возвратно-поворотное движение последнего вокруг оси 2, Приложенная в точке А боковой поверхности 15 перпендикулярно ей равнодействующая распределенной активной силы вызывает появление двух моментов, Один момент силы вызывает поворот дебаланса 3 вокруг оси 2, а другой опрокидывающий момент вызывает поворот дебаланса. 3 вокруг его центра масс, расположенного, например, в точке К. Под действием опрокидывающего момента возникает дополнительная сила трения при качании дебаланса 3 вокруг оси 2, которая приводит к снижению частоты кол еб аний деб ал ан с а, При необходимости изменения, например увеличения частоты колебаний дебаланса 3 прекращает подачу сжатого газа в вибровозбудитель и заменяют дебаланс 3 на другой, в котором выполнен радиальный паз 7 со стороны цилиндрической поверхности 6 или лыска 8 и снова подают сжатый газ, В этом другом дебалансе центр масс находится дальше от точки D пересечения проходящего через центр масс дебаланса радиуса с линией действия равнодействующей распределенной активной силы, приложенной в точке А перпендикулярно боковой поверхности

15, В этом случае опрокидывающий момент, возникающий sа счет несовпадения центра масс дебаланса 3 с линией действия равнодействующей силы, возрастает, что приведет к увеличению

- дополнительной силы трения, дейст- .

45 дится ближе к точке D или совпадает с ней, В этих случаях опрокидывающий момент уменьшается или при расположении центра масс в точке D отсутствует, что приводит к снижению дополнительной силы трения и увеличению частоты колебаний дебаланса, Так как величина возмущающей силы вибровозг. будителя пропорциональна произведению квадрата частоты колебаний дебаланса на расстояние его центра масс от оси качания, то при удалении центра масс дебаланса 3 от его оси 2, возмущающая сила вибровозбудителя будет увеличиваться, а при приближении соответственно уменьшаться, Способ регулирования энергетических параметров вибровозбудителя путем плавного смещения подвижного элемен-. та дебаланса в направлении его цилиндрической поверхности после подачи сжатого газа в вибровозбудитель может быть реализ ов an в различных ко нструкциях пнев мати че с ко го ви бр о воз будит еля, имеющих возможность регулировки поло- . жения подвижного элемента относительно дебаланса, На фиг,5 и 6 показана конструкция вибровозбудителя с составным дебалансом, второй элемент 9 которого установлен с возможностью перемещения вдоль радиуса, проходящего через центр масс дебаланса З.и подпружинен относительно него пружиной 10 или эластичной оболочкой 11 с сжатым газом внутри нее. При подаче сжатого газа в вибровозбудитель дебаланс 3 совершает возвратно-поворотное движе-: ние вокруг оси 2, Под действием центробежной силы второй элемент 9 перемешается вдоль радиуса, проходящего через центр массы дебаланса 3 в сторону его цилиндрической поверхности 6, Центр масс дебаланса 3 при этом будет смещаться к точке D, Опрокидывающий момент, возникающий за счет несовпадения центра масс дебаланса 3 с точкой D будет уменьшаться, что приведет к уменьшению дополнительной силы трения, действующей со стороны оси 2 на дебаланс 3 увеличению частоты колебаний дебаланса 3 и вели1577876 чины возмущающей силы вибровозбудителя, Величину радиального смещения второго элемента 9 регулируют путем уСтановки пружин 10 с разной жесткостью или за счет рasного давления сжатого газа внутри эластичной оболЬчки 11.

На фиг,7 показана конструкция п евматического вибровозбудителя, у 1 которого второй элемент 9 установлен

1 в дебалансе 3 с возможностью радиалього перемещения и подпружинен отно- тельно последнего упругим элементом в виде соединенной с источником атого газа каналом 12 пневматичес1 ой камеры 13 образованной выточкой

У

14 в дебалансе 3 и закрытой торцом второго элемента 9, При подаче сжато- 20 го газа в вибровозбудитель под дейстием центробежных сил второй элемент перемещается вдоль радиуса, прохощего через центр масс дебаланса 3 сторону его цилиндрической поверх- 25 фости 6, Величину радиального смеще-.

Йия второго элемента 9- дистанционно

1>егулируют путем изменения в пневматической камере 13 давления сжатого газа, поступающего через канал 12, Дистанционным регулированием радиаль пого смещения второго элемента 9 изменяют величину опрокидывающего момен та, возникающего о причине несовпадения центра масс дебаланса 3 с ли- 35

;нией действия равнодействующей силы и соответственно изменяют частоту и величину возмущающей силы вибровоз будит еля ф

На фиг, 8 показана конструкция

40 пне вматиче ско го виб ро воз б удит ел я, у которого дебаланс 3 выполнен составным и содержит второй элемент 9, центр массы К которого смещен отнон сительно радиуса дебаланса, проходя1 щего через центр массы К другого элемента, которым является деб аланс

3. При работающем вибровозбудителе дистанционно регулируют величину радиального смещения второго элемента 50

9 что позволяет создавать дополни-.

9 тельный момент и изменять направление возмущанлцей силы вибровозбудителя.

Таким образом, преимуществом пред.лагаемого изобретения является то, что появляется .возможность без изменения габаритов пневматического вибровозб удителя настраивать его на частоту, необходимую для получения оптимального процесса производства, и повысить величину возмущающей силы вибровозбудителя, Обеспечиваются оптимальные условия работы вибровозбудителя, в частности возможно изменять одновременно частоту колебаний и возмущающую силу пневматического вибровозбудителя, Улучшается запуск пневматического вибровозбудителя в работу, так как обеспечивается устранение момента, р аз вор ачив ающе го де- . баланс относительно его центра масс при запуске, и появление момента при работе для снижения частоты колебаниие

Формул а изобретения

l. Пневматический вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса, содержащий цилиндрический корпус с отверстиями для подвода и отвода сжатого rasa и установленный в нем с возможностью качания дебаланс с входным и выходными каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности era работы и повышения надежности запуска, дебаланс составлен по крайней мере из двух элементов, центры масс которых размещены последовательно между осью качания. дебаланса и его цилиндрической поверхностью, 2. Пневматический вибровозбудитель по п. 1, отличающийся тем, что оба элемента установлены таким образом, что центры масс их расположены вдоль одного радиуса, проходящего через чентр масс дебаланса, 3. Пневматический вибровозбудитель по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что центры масс элементов расположены в точке пересечения пря-. мых, проходящих через середины боковых поверхностей дебаланса перпендикулярно последним, 1

4, Пневматический вибровозбудитель поп,l,отличающийся тем, что центр массы одного элемента смещен относительно радиуса дебаланса, проходящего через центр массы другого элемента, 5,.Пневматический вибровозбудитель по пп,l,2 и 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения кон1577876 струкции, в дебалансе выполнен ради-., альный паз, 6, Пневматический вибровозбудитель по п.5, отличающийся тем, что паз выполнен со стороны оси качания дебаланса или со стороны цилиндрической поверхности дебаланса, 7, Пневматический вибровозбудитель по п,1, отличающий с я тем, 1g что он снабжен упругим элементом, подпружинивающим вдоль радиуса дебаланса, про*одящего через его центр масс, один иэ элементов дебаланса к другому. 15

8, Пневматический вибровозбудитепь по п, 1 и 7, о т л и ч а ю— шийся тем, что упругий элемент представляет собой пружину или эластичную оболочку с сжатым газом внутри нее.

9, Пневматический вибровозбудитель по и, 1 и 7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в одном из элементов выполнена выточка, закрытая торцом другого элемента, предназначенная для соединения с источником сжатого газа и представляющая собой упругий элемент.

1О. Способ регулирования энергетических параметро в пневматиче ского вибровозбудителп, заключающийся в том, что подают сжатый газ в вибровозбудитель, разворачивают дебаланс относительно его центра масс, о тл и ч а ю шийся тем, что перераспределяют массу дебаланса до подачи сжатого газа в вибровоэбудитель, 11 Способ регулирования энергетических параметров пчевматического вибровозбудителя по п,10, о т л и— ч а ю шийся тем, что дебаланс выполняют из двух элементов, один из которых смещают плавно в направлении цилиндрической поверхности дебаланса после подачи в вибровозбудитель сжа . того газа. !

15 77876

ФОГ7Составитель А.Дроговоз

Редактор Ю,Середа Техред.М.Моргентал

Корректор СЛевкун

Заказ 187 Тираж 383 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5.Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101