Механическое вибрационное устройство

 

Изобретение относится к вибрационной испытательной технике, в частности к механическим вибрационным стендам, и может быть использовано для проведения экспериментальных исследований процессов сортировки, вибрационной транспортировки , технологической обработки материалов, а также испытаний объектов на вибрационное воздействие. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем колебаний стола по различным траекториям в пространстве при одновременном обеспечении регулирования величины создаваемой нагрузки и расширении диапазона изменения вибрационных параметров. Устройство представляет собой систему в виде двух масс, расположенных друг над другом в горизонтальных плоскостях, основания, установленного на СО с XI О оо со ю о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛ6СТВУ (21) 4133469/63 (22) 28.07,86 (46) 15.10.92. Бюл.N. 38 (71) Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" (72) С.M.Ãëóøàêîâ, В.В.Гузев и Р,Ф.Нагаев (56) Авторское свидетельство СССР

N 243923, кл,42 К 21/01,1961.

Нагаев P.Ô., Попова И,А. Самосинхронизация нескольких механических вибраторов, установленных на едином рабочем органе балочного типа, Механика твердого тела, M.: AH СССР, 1967, N 1, с,29-38.

Гузев B.Â, и др. " О некоторых способах стабилизации синхронного режима многовибраторн ых подъемников.- "Обогащение руд", Л„1973, N 5, с,32-36. (54) МЕХАНИЧЕСКОЕ ВИБРАЦИОННОЕ

УСТРОЙСТВО... Ы, „1768320 А1 (я)5 В 06 В 1/16, 6 01 М 7/00 (57) Изобретение относится к вибрационной испытательной технике, в частности к механическим вибрационным стендам, и может быть использовано для проведения экспериментальных исследований процессов сортировки, вибрационной транспортировки, технологической обработки материалов, а также испытаний объектов на вибрационное воздействие. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем колебаний стола по различным траекториям в пространстве при одновременном обеспечении ре.улирования величины создаваемой нагрузки и расширении диапазона изменения вибрационных параметров, Устройство представляет собой систему в виде двух масс., расположенных друг над другом в горизонтальных плоскостях, основания, установленного на

1768320,Я,„>2 M

4 — йР

А — йР

40 амортизаторах, и рабочего стола, связанных между собой ориентационными узлами, содержит четное число самосинхронизирующихся дебалансных вибраторов, установленных на одной из масс радиально, при этом ориентационные узлы установлены на цапфах, расположенных радиально на боковых поверхностях массы основания и

Л зобретение относится к вибрационной испытательной технике, в частности к вибрационным механическим стендам, и может быть использовано для проведения экспериментальных исследований процессов сортировки, вибрационной транспортировки, технологической обработки материалов, а также испытаний объектов на вибрационное воздействие, Известен механический вибрационный стол, содержащий вибрируемый стол для установки испытуемых объектов, самосинхронизирующиеся дебалансные вибраторы, установленные с воэможностью изменения ориентации их осей в плоскостях, перпендикулярных плоскости стола, и установленные амортизаторы, Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности регулирования величины создаваемой нагрузки и диапазона изменения вибрационных параметров вследствие жесткой установки вибраторов на столе стенда и ограниченного числа вибраторов — не более двух, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является механическое вибрационное устройство (прототип), выполненное в виде системы, состоящей из двух масс (несущей и рабочей), упруго связанных между собой, на одной из которых установлсно четное число самосинхронизирующихся вибраторов, при этом масса с вибраторами установлена на опорных амортизаторах.

Недостатком этого устройства является ограниченная траектория движения рабочего органа (только винтовые колебания) и малый запас устойчивости режима синхронизации

Целью изобретения является расширение технологических возмо>кностей путем колебаний стола по различным траекториям в пространстве при одновременном обеспечении регулирования величины создаваемои нагрузки и расширении диапазона изменения вибрационных параметров, 10

30 массы рабочего стола, и выполнены в виде упоров, размещенных на цапфах рабочего стола, и тяг, расположенных на цапфах основания, а упоры и тяги соединены между собой упругими элементами, параметры устройства выбраны в соответствии с соотношением, приведенным в тексте описания.

3 ил, Зто достигается тем, что ориентационные узлы установлены на цапфах, расположенных радиально на боковых поверхностях массы основания и массы рабочего стола, причем ориентационные узлы выполнены в виде упоров, размещенных на цапфах рабочего стола, и тяг, расположенных на цапфах основания, при этом упоры и тяги соединены между собой упругими элементами, а параметры стенда выбраны в соответствии с соотношением и СОВ Д 1

Р— угол наклона плоскости вращения ротора вибратора, отсчитываемый от горизонтали; ! — центральный момент инерции несущей вибраторы массы;

J — момент инерции рабочей массы ! J =г+з

М вЂ” масса несущей массы;

rri — масса рабочей массы с испытуемым объектом;

M .л1

ЮГ+ N

4п = — — парциальная частота пово / к ротных колебаний системы;

Я» = — — собственная частота повоK ь ротных колеоаний системы;

i4 = — — парциальная частота постугп пательных колебаний системы;

А = — собственная частота посту М* пательных колебаний системы;

1768320

CK — суммарная крутильная жесткость упругих элементов ориентационных узлов;

С вЂ” суммарная поступательная (вертикальная) жесткость упругих элементов ориентационных узлов; в — характеристика приводных электродвигателей по частоте вращения.

На фиг,1 приведен общий вид механического вибрационного устройства; на фиг.2 — то же, вид сбоку; на фиг.3 — то же, вид сверху. устройство содержит несущую платформу 1, установленную на фундаменте посредством амортизаторов 2, на цапфах 3 несущей платформы установлены вилки 4 с вибраторами 5 таким образом, что при изменении угла наклона вилки 4 в плоскости, перпендикулярной плоскости стола, ось 6 вибратора 5 изменяет свою ориентацию в той же плоскости. К вилкам 4 с вибраторами

5 одним концом непосредственно или, например, посредством шарнира крепятся упругие элементы 7, другие концы которых крепятся к упорам 8, установленным на цапфах 9 рабочей массы массы-стола 10 с возможностью изменения их ориентации в плоскости, перпендикулярной плоскости стола 10.

Перед работой стенд настраивается на требуемые траекторию колебательных движений, частоту и амплитуду стола 10, что обеспечивается поворотом на цапфах 3 вилок 4 на определенные углы Р и поворотом на цапфах 9 упоров 8 с последующей фиксацией их в нужном положении, например, при помощи стопорных винтов, храповиков и т.п. При этом применяются вертикальная

С и горизонтальная С<> составляющие жесткости упругих элементов 7, т.е, поступательная и крутильная жесткость упругой связи между столом и испытуемым объектом и несущей платформой в целом.

Принцип работы вибрационного устройства.

Вибрационное устройство работает следующим образом.

Вибраторы 5, приводимые во вращение от автономных электроприводов (на фиг. не показаны), имеющих одинаковые номинальные характеристики по частоте вращения в, создают возмущающие силы, приводящие в колебательное движение несущую платформу 1, на которой они установлены, Колебания платформы 1 посредством упругих элементов 7 ориентационных узлов передаются столу 10 и испытуемому объекту (на фиг. не показан), закрепленному на столе 10, Поскольку параметры стенда выбраны в соответствии с неравенством (1), 30

55 стол 10 с испытуемым объектом через упругие элементы 7 ориентационного узла оказывает стабилизирующее воздействие на синхронные вращения произвольного четного (больше двух) числа вибраторов 5. что исключает выпадение их из синхронности, Например, нужно выбрать следующие параметры вибрационного устройства, гарантирующие выполнение неравенства (1).

Массы несущей платформы М = 200 кг, масса рабочего органа (стола) m =160 кг, центральный момент инерции стола J = 80 кг м, 2 радиус окружности, по которой расположены вибраторы, R = 1, угол наклона плоско=Л= стей вращения роторов вибраторов P = =

=45, суммарная жесткость ynpyroA связи в направлении кручения в горизонтальной плоскости Ск = 6 10 Н, в вертикальном на5 правлении С = 10 Н м, частота поступа6 тельных колебанийЛ=105 с, парциальная

-1 частота поступательных колебаний л =

=112 с,парциальная частота поворотных колебаний Я =87 с, нормальная частота

-1 вращения приводных электродвигателей ю= 100с ".

В случае, если вибрационное устройство предназначено для испытаний тяжелых объектов, вес рабочей массы (стола) может быть снижен. В этом случае его масса определяется из условий его прочности и жесткости. Например, если массу рабочего органа (стола) принять m = 100 кг, то устройство (например, стенд для испытаний) будет работоспособным только в нагруженном состоянии (с грузом массой не менее 60 кг), причем его нагрузочная способность возрастет до 134 кг.

Такое выполнение устройства, когда стабилизирующая масса включает в себя и стол, и испытуемый объект, устанавливаемый на стол, является наиболее оптимальным, поскольку снижается металлоемкость конструкции.

Формула изобретения

Механическое вибрационное устройство, содержащее систему в виде двух масс, расположенных друг над другом в горизонтальных плоскостях, основание, установленное на амортизаторах, и рабочий стол, связанные между собой ориентационными узлами, и четное число самосинхронизирующихся дебалансных вибраторов, установленных на одной из масс радиально, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем колебаний стола по различным траекториям в

1768320

МФ

7Лim

Я = — — собственная частота повоК! в ротных Koneoàíèé системы; б сов ф Якп — аР з(п Д

1 г Р М

ig — CtP

Яп = - — парциальная частота постуm

ll8TenbHblx колебаний системы;

35

9

Составитель Л, Боброва

Техред М.Моргентал Корректор П. Гереши

Редактор В, Бер

Заказ 3606 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, yn,Гагарина, 101 пространстве при одновременном обеспечении регулирования величины создаваемой нагрузки и расширении диапазона изменения вибрационных параметров, ориентационные узлы установлены на цапфах, расположенных радиально на боковых поверхностях массы основания и массы рабочего стола, причем ориентационные узлы выполнены в виде упоров, размещенных на цапфах рабочего стола, и тяг, расположенных на цапфах основания, при этом упоры и тяги соединены между собой упругими элементами, а параметры устройства выбраны в соответствии с соотношением где R — радиус окружности, по которой установлены вибраторы;

P — угол наклона плоскости вращения ротора вибратора,отсчитываемый по горизонтали; ! — центральный момент инерции несущей вибраторы массы;

J — момент инерции рабочей массы;

i 3

"* =r++

M — масса несущей массы;

m — масса рабочей массы с испытуе5 мым объектом;

Якп = — — парциальная частота поворотных колебаний системы;

i1 = — собственная частота посту Мэ пательных колебаний системы;

Ск — суммарная крутильная жесткость упругих элементов ориентационных узлов;

С вЂ” суммарная поступательная (вертикальная) жесткость упругих элементов ориентационных узлов; в — номинальная частота вращения приводных электродвигателей.