Устройство для виброударного воздействия на поверхность

 

Использование; для механического воздействия на объекты, например на корпус полувагона или бункера при необходимости выгрузки из них сыпучих материалов, а также на грунт с целью его уплотнения при выполнении строительных работ. Сущность изобретения: устройство содержит опорную плиту 1 с опорными стойками 3, на которых с возможностью вертикального перемещения установлен якорь 4, под которым с зазором установлен индуктор-ударник 5 с обмоткой 6 возбуждения, соединенной с источником 7 импульсного тока. При пропускании импульса тока на обмотке 6 вокруг нее создается магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводам индуктораударника 5 и якоря 4, под действием электромагнитного притяжения индукторударник 5 ускоряется вверх до взаимодействия с якорем 4, поднимая последний, а при снижении величины импульса тока до нуля якорь и индуктор-ударник, падая, ударяют соответственно по стойкам 3 и опорной плите 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

l ((9) ((! ) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 65 G 67/04, 67/24, B 21 J 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 4848977/11 (22) 09.07.90 (46) 07,08.92. Бюл,,N 29 . (71) Научно-исследовательский, проектно. конструкторский и технологический институт

Научно-производственного объединения

"Кузбассэлектромотор"

: .(72) В.В.Ивашин, В.Г.Власов, Н.А,Иванников, В,П.Певчев, В.Л,Иванов и B.È.Ðåâÿêèí (56) Авторское свидетельство СССР

М 544495, кл. В 21 J 7/30, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОУДАРНОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ (57) Использование; для механического воздействия на объекты, например на корпус полувагона или бункера при необходимости выгрузки из них сыпучих материалов, а также на грунт с целью его уплотнения при

ТЕНИЯ,, ;, - .;;,:",,",".":;."" выполнении строительных работ. Сущность изобретения: устройство содержит опорную плиту 1 с опорными стойками 3, на которых с возможностью вертикального перемещения установлен якорь 4, под которым с зазором установлен индуктор-ударник 5 с обмоткой 6 возбуждения, соединенной с источником 7 импульсного тока. При пропускании импульса тока на обмотке 6 вокруг нее создается магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводам индуктораударника 5 и якоря 4, под действием электромагнитного притяжения индукторударник 5 ускоряется вверх до взаимодействия с якорем 4, поднимая последний,а при снижении величййы ймпульса тока до нуля якорь и индуктор-ударник, падая, ударяют соответственно по стойкам 3 и опорной плите 1. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1752695

25

35

Изобретение относится к области технических средств для механического воздействия на объекты, например,-на корпус полувагона или бункера при необходимости выгрузки из них сыпучих материалов, а также на грунт с целью его уплотнения при выполнении строительных работ,. и может быть применено в других случаях, когда необходимо прикладывать на нагрузку ударные механические импульсы, В настоящее время для решения указанных задач в основном применяются устройства, источниками механической силы в которых являются дебалансные вибраторы, Известен вибратор "Урал-ЦНИИ", предназначенный для очистки транспортных средств от остатков сыпучих грузов, содер>кащий корпус с несущими стенками и смонтированным в нем на подрессоренной раме электродвигателем с двумя выходными концами вала, которые соединены посредством карданных валов с дебалансными вибровозбудителями, установленными на несущих стенках корпуса.

Недостатком этого устройства является ограничение создаваемого усилия весом вибратора, сложность, обусловленная при= менением специального двигателя, карданных валов и пружин, а также низкий срок службы из-за того, что при работе на подшипники дебалансных вибраторов, карданные валы, корпус двигателя и его подшипники действуют значительные механические усилия, разрушающие эти элементы.

Известен также виброударный рыхлитель смерзшихся грузов в железнодоро>кных полувагонах, состоящий из корпуса, внутри которого с помощью комплекта пружин и соединительных шлангов установлен вибровозбудитель, снабженный бойком и наковальней. Вибровозбудитель состоит из двух параллельно размещенных и объединенных в одйн бок вибростойких электродвигателей вращательного движения, на валах которых установлены дебалансы, Частота вращения . дебалансов постоянная и определяется частотой питающей сети и параметрами электродвигателей.

Работа этого устройства основана на применении такого же принципа возбуждения механической силы — с помощью дебалансного вибратора, поэтому эти устройства имеют однотипные показатели и недостатки. Сложная конструкция виброударного рыхлителя, содержащая малонадежные пружины и штанги, и испытующие в процессе работы вибрацию и удары в радиальном направлении электродвигатели существенно ограничивают ее долговечность, Наиболее близким к изобретению является электромагнитный молот, содержащий закрепленную на станине катушку-статор, соединенную с источником постоянного тока. Внутри статора расположен подвижный линейный ротор с обмоткой возбуждения, также соединенной с источником постоянного тока, Линейный ротор жестко соединен с бабой, на которой укреплен боек, С обмоткой ротора соединено токоподводящее yciройство. В цепи, соединяющей источник постоянного тока с катушкой-статором, установлен емкостный накопитель электрической энергии.

Недостатками такого устройства являются низкая эффективность его работы, недостаточная частота создания импульсов силы удара, недостаточная надежность, низкий КПД, сложность конструкции, Целью изобретения является повышение эффективности путем создания двойного ударного воздействия, .

Предлагаемое техническое решение позволяет; повысить эффективность работы устройства; увеличить долговечность за счет того, что развиваемые импульсные усилия передаются через большие опорные поверхности А и 8, что снижает. удельные контактные механические нагрузки; упростить конструкцию, так как не требуется две обмотки, две системы питания; расширить технологические возможности устройства; повысить КПД, так как магнитное поле в зазоре создается только на время преобразования энергии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для виброударного воздействия на поверхность, содержащее якорь, соединенный с источником импульсного тока индуктор-ударник, уста новленный с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, снабжено устанавливаемой на поверхность опорной плитой с жестко закрепленными стойками, на которых установлен с воэможностью вертикального пе.ремещения указанный якорь, а индуктор установлен между последним и опорной плитой с возможностью взаимодействия с ними. Кроме того, якорь выполнен из ферромагнитного материала.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; кривая 1 — ток I a обмотке, кривая 2 — сила электромагнитного притяжения F<; кривая 3 — сила веса Е индуктора-ударника; кривая 4 — скорость V движения индуктора-ударника; кривая 5— перемещение S индуктора-ударника; кривая 6 — импульсное усилие Ез за счет удара якоря о стойки; кривая 7 — импульсное уси1752695

55 лие F4 за счет удара индуктора-ударника по опорной плите.

Устройство работает следующим образом, Устройство для виброударного воздействия на поверхностью содержит опорную плиту 1, передающую механическое усилие в нагрузку 2 (грунт, верхняя обвязка железнодорожного вагона, корпус бункера и т.д.), с жестко закрепленными опорными стойками 3. на которых с возможностью вертикального перемещения установлен якорь 4.

С зазором д под якорем установлен индуктор-ударник 5 с обмоткой 6 возбуждения, подключенный к источнику 7 импульсного тока, Индуктор-ударник 5 имеет возможность вертикального перемещения относительно опорной плиты 1, От источника 7импульсного тока по обмотке 6 индуктора-ударника пропускается импульс тока (кривая 1 на фиг, 2). Вокруг обмотки 6 создается магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводам индуктора-ударника 5 и якоря 4 и проходящий через зазор д между ними, Между магнитопроводами возникает сила F> электромагнитного притяжения (крйвая 2), превышающая силу веса Fz (кривая 3) индуктора-ударника 5. Поскольку якорь 4 опирается на опорные стойки 3, то под действием силы электромагнитного притяжения индуктор-ударник 5 ускоряется вверх и за время Π— сс; зазор д уменьшается (выбирается) до нуля. Ток l обмотки 6 к моменту t и сила F электромагнитного притяжения между якорем 4 и индукторомударником 5 уменьшается до нуля, В момент t< движущийся индуктор-ударник 5 входит в соприкосновение с якорем 4 и далее, до момента tg, якорь движется вместе с индуктором-ударником, которые за счет полученной к моменту t< скорости перемещаются вверх на высоту Н. Скорость V äâèжения индуктора ударника показана на фиг.

2 кривой 4, а перемещение S — кривой 5. В момент сз, когда высота Н перемещения индуктора-ударника (как и в момент t>) при его падении вниз станет равной зазору д . якорь ударяет по опорным байкам и через ниэ в нагрузку передается импульсное усилие Рз (кривая 6). В момент t4 при падении массивного индуктора-ударника на опорную плиту создается импульсное усилие, соответствующее кривой 7 в интервале времени t4-с p. Далее через обмотку 6 про.пускается очередной импульс тока l, и все процессы повторяются, Таким образом, за время одного рассмотренного цикла работы устройства к

45 опорной плите 1, соединенной с нагрузкой

2 устройства, прикладывается три импульсных воздействия. Первое равно силе Г1 электромагнитного притяжения, прикладываемой в течение времени 0 — t> между якорем и индуктором -ударником.

Второй импульс силы Рз относительно небольшой величины создается при ударе якоря массой m> no опорным стойкам. Он равен Р = m>V>, где V> — скорость якоря во время удара.

Третий импульс силы F4 создается в момент t4 при ударе по опорной плите массивного падающего индуктора-ударника со

cKopocTblo Vy.

Рз = myVy где my — масса индуктора-ударника;

Vy — скорость индуктора-ударника во время удара.

3а счет того, что my > m . а Vy > V, этот механический импульс существенно больше импульса Рг. Усилие, развиваемое устройством за счет третьего импульса силы F4, значительно больше усилия, действующего на опорную плиту в течение времени О.— t<, поскольку время удара t4 — с 4 во много раз меньше времени 0 — ti.

Уменьшение тока, подаваемого вобмотку 6 возбуждения, приводит к уменьшению величины электромагнитной силы, скорости движения индуктора-ударника и снижению создаваемых импульсов сил Ез u Fp.

Однако при этом уменьшается время одного цикла О - t4 и повышается возможная максимальная частота следования циклов, Изменяя частоту циклов работы и создаваемые импульсы силы, можно при необходимости выбирать наилучшие возможные режимы воздействия импульсами силы на нагрузку и . повышать эффективность работы устройства., По площади опорной плиты может быть размещено несколько массивных индукторов-ударников. Пропуская по обмоткам индукторов токи поочередно, можно повышать частоту создания импульсов силы на опорную плиту.

Формула изобретения

1. Устройство для виброударного воздействия на поверхность, содержащее якорь, соединенный с источником импульсного тока индуктор-ударник, установленный с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем создания двойного ударного воздействия, оно снабжено устанавливаемой на поверхность опорной плитой с жестко закрепленными стойками, на которых установлен с возможностью вертикального

1752695

Составитель В,Власов

Редактор В.Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор Л.Лукач

Заказ 2730 " Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 перемещения указанный. якорь, а индуктор установлен между последним и опорной плитой с возможностью взаимодействия с ними.

2, Устройство по и, 1, о т л и.ч à е щ е ес я тем, что якорь выполнен из ферромагнитного материала,