Вибровозбудитель

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в устройствах для создания бигармонических колебаний , которые применяются в различных технологических процессах, в частности при обогащении полезных ископаемых посредством концентрационных столов. Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем приведения к равенству величин энергий, отдаваемых (принимаемых) дебалансами и принимаемых (отдаваемых) упругим накопителем энергии. Вибровозбудитель содержит два вала с дебалансами, синхронно вращающихся с неравномерной скоростью в противоположных направлениях и создающих вынуждающие усилил, направленные по одной линии, но разной величины в прямом и обратном направлениях. Это обеспечивается механизмом неравномерного вращения, который выполнен в виде жестко связанных с параллельными дебалансными валами некруглых зубчатых колес, взаимодействующих с цилиндрической шестерней, ось вращения которой пеопендикулярна осям дебалансных валов. Дебалансные валы снабжены кривошипами, на которых смонтирован упругий накопитель энергии, выполненный в виде пружины растяжения, взаимодействующей с кривошипами. Некруглость зубчатых колес выполнена такой, чтобы в каждый момент времени противодействующие моменты, деист вующие на дебалансные валы, один из которых создаемся упругим накопителем энергии, а другой - силами инерции вращающихся с неравномерной скоростью дебалансов и жестко связанных с ним элементов, были бы равны между собой. 3 ил. (Л С о ю VJ ю о

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, БЫ„„1697901 А1 (я)5 В 06 В 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

- ty, g ! ф; " —.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1." — :- :="-.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

О

С) ей

1 (21) 4667925/28 (22) 02.02.89 (46) 5.12.91. Б юл. ¹ 46 (71) Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудоВанию (72) П.Ф.Дейнеко (53) 534.141(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1430115, кл. В 06 В 1/16, 1987. (54) ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в устройствах для создания бигармонических колебаний, которые применяются в различных технологических процессах, в частности при обогащении полезных ископаемых посредством концентрационных столов. Цель изобретения — снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем приведения к равенству величин энергий, отдаваемых (принимаемых) дебалансами и принимаемых (отдаваемых) упругим накопителем энергии. Вибровозбудитель содержит два вала с дебалансами, синхронно

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных устройствах для создания бигармонических колебаний, которые применяются в различных технологических процессах, в частности, при обогащении полезных ископаемых посредством концентрационных столов.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем приведения к равенству величин энергии, вращающихся с неравномерной скоростью в противоположных направлениях и создающих вынуждающие усилия, направленные по одной линии, но разной величины в прямом и обратном направлениях, Это обеспечивается механизмом неравномерного вращения, который выполнен в виде жестко связанных с параллельными дебалансными валами некруглых зубчатых колес, взаимодействующих с цилиндрической шестерней, ось вращения которой перпендикулярна осям дебалансных валов. Дебалансные валы снабжены кривошипами, на которых смонтирован упругий накопитель энергии, выполненный в виде пружины растяжения. взаимодействующей с кривошипами. Некруглость зубчатых колес выполнена такой, чтобы в каждый момент времени противодействующие моменты, действующие на дебалансные валы, один из которых создается упругим накопителем энергии, а другой— силами инерции вращающихся с неравномерной скоростью дебалансов и жестко связанных с ним элементов, были бы равны между собой. 3 ил. отдаваемых дебалансами и принимаемых упругим накопителем и наоборот, т.е. отдаваемых упругим накопителем и принимаемых дебалансами в один и тот же момент времени.

На фиг.1 схематически изображен вибровозбудитель, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — узел! на фиг.2, Вибровозбудитель содержит корпус 1, в котором параллельно друг другу установлены валы 2 и 3 сдебалансами 4 и 5. На нижних

1697901

«<онцэх валов 2 и 3 закреплены с собл«одением симметрии одинаковые некруглые зубчатые колеса 6 и 7, зубчатый венец которь«х образован эквидистантами к кривой. построенной на мгновенных радиусах, полученных по формуле:

ri—

2tg—

2 где t — шаг зацепления цилиндрической шестерни 8 на делительной линии (на фиг.3 делительная линия изображена штрих-пунктирной линией), а ૠ— угол зуба, т.е, угол, образованный лучами, проходящими через

dc« вращения колеса и серединами впадин («ли вершин зубьев), образующих зуб (впаф«ну зуба).

Валы 2 и 3 смонтированы в корпусе 1 на г1одшипниках 9 качения, как и приводной

aâàë 10, несущий шестерню 8 и установлен« ь«й на подшипниках 11 качения. На валах 2

«13 з êðåïëåíû кривошипы,,которые в частном случае могут быть выполнены в виде эксцентриков 12, на которых посредством одшипников 13 установлены обоймы 14, с которыми связан упругий накопитель энерг «и, вь«полненнт«й в виде пружины 15 растя><е««ия, при этом центры кривошипов 12 расположены под углом 90 к дебалансам 4

g 5 таким образом, чтобы при сни>кении угловой скорости валов 2 и 3 пружина 15, растягиваясь, накапливала энергию, обесг ечивэя торможение дебалансов, и наобор от при повышении угловой скорости валов

2 и 3 пру>кина 15, сжимаясь, отдавала бы ебэлэнсом 4 и 5 накопленную энергию, «>эзгоняя их до максимальной угловой скорости. Вибровозбудитель приводится во вращение посредством шкива 16, связанного ременной передачей с двигателем (передача и двигатель на черте>ках не показаны).

В качестве упругих накопителей энер. гии.могут быть использованы пружины сжатия, резина, пневматический упругий элемент и другое, Пружина 15 растяжения, э также и любой другой упругий накопитель энергии в любом положении валов 2 и 3 создает крутящий момент, действующий на каждый вал, величина которого определяется плечом, зависящим от радиуса кривошипа 12, его положения относительно соответствующего вала и силой пружины.

Вибровозбудитель работает следующим образом, При вращении приводного вала 10 за счет взаимодействия цилиндрической шестерни 8 с зубчатыми колесами 6 и 7 послед10

15 шая, а дебалансы создают минимальное по

30

55 ние также вращаются в противоположных направлениях, а валы 2 и 3 передают эти вращения дебалансам 4 и 5. При вращении дебалансы 4 и 5 развивают вынуждающие усилия, которые, складываясь, создают направленные знакопеременные силы, действующие по линии, перпендикулярной к плоскости чертежа, если рассматривать изображение вибровозбудителя на фиг.1.

При этом в положении, изображенном на чертежах, зубчатые колеса 6 и 7 взаимодействуют с шестерней 8 зубьями, наиболее удаленными от их осей вращения, а поэтому их мгновенная скорость вращения наименьвеличине вынуждающее усилие, направленное от наблюдателя. В этом положении пружина 15 имеет наибольшую деформацию, а следовательно. и силу, но создаваемый ею вращающий момент на валы 2 и 3 равен нулю из-за того, что радиусы кривошипов 12 расположены в плоскости чертежа. При дальнейшем вращении вала 10 шестерня начинает взаимодействовать с зубьями, мгновенный радиус которых все время уменьшается. Это приводит к ускорению движения дебалансов, при этом они получают ускорение в основном от силы сжимающейся пружины, которая из-за поворота кривошипов 12 создает крутящий момент на валах 2 и 3. равный по величине моменту от сил инерции вращающихся с ускорением дебалансов и других деталей, жестко связанных с ними, При повороте дебалансного вала на 180 его мгновенная скорость вращения будет максимальная, и дебалансы 4 и 5 будут давать вынуждающую силу, направленную на наблюдателя, большую во столько раз, во сколько мгновенный радиус плоскозубчатого колеса в точке взаимодействия с шестерней 8 меньше мгновенного радиуса в положении, изображенном на фиг.1. Благодаря этому вибровозбудитель будет создавать колебания, при которых сила при прямом ходе будет меньше силы при обратном ходе, а следовательно, будут и различные скорости перемещения рабочего органа машины, приводимого вибровозбудителем. При этом благодаря равенствудействующего от дебаланса махового момента и противодействующего ему момента от пружины двигатель будет расходовать энергию только на трение в опорах вибровозбудителя и на преодоление сопротивления в технологическом процессе, который обеспечивается вибровозбудителем, что снижает потребление энергии по сравнению с вибровозбудителем, двигатель которого работает периодически то в пусковом режиме, то в тормозном, 1697901

Формула изобретения

Вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенные в нем приводной вал и два параллельно расположенных дебалансных вала, механизм неравномерного вра- 5 щения дебалансных валов, выполненный в виде закрепленной на приводном валу цилиндрической шестерни, установленных на . дебалансных валах с возможностью зацепления с ней зубчатых колес, закрепленных 10 на дебалансных валах кривошипов. и связывающего их упругого накопителя, о т л и ч а-: ю шийся тем, что, с целью сйижения энергозатрат, упругий накопитель выполнен в виде пружины растяжения. зубчатые 15 колеса выполнены некруглыми, центральный угол каждого последующего зуба выбран из условия

2 с (2 r 1 — COS а + F ) r sin а

6+1 =Я

In Z

2 2 20 где а — центральный угол предыдущего зуба, рад;

Р

С= — — жесткость упругого накопителя

F энергии;

P — сила упругого накопителя энергии, Н, F — деформация, соответствующая силе

Р, упругого накопителя энергии, м;

r — радиус кривошипов, м; а- угол поворота дебалансных валов от какой-либо точки отсчета, равный сумме углов а < + ар+ .„+ а», рад;

FI — начальная деформация упругого накопителя энергии,м;

l — момент инерции дебалансов относительно их оси вращения, кг м; и — средняя скорость вращения дебалансов, об/с;

Z — количество зубьев плоскозубчатых колес, а г — мгновенный радиус зубчатого колеса. определяется из формулы т

ri =

2тц—

2 где t — шаг зацепления, м.

1697901

A-À риа.2

Фиг. 3

Составитель И. Ходатаева

Редактор В. Фельдман Техред M.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 4348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101