Электродинамический вибратор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 06 В 1/04

QO (л)

О сО

Ы1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ НОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 21) 4802292/10

22) 18,01.90

6j 30,08.93. Бюл. % 32

76) В.Г.Калашников

56) Генкин М.Л. Электродинамические вибaT0pb>. M.: Машиностроение, 1975;

Авторское свидетельство СССР

381410, кл. В 06 В 1/04, 1970

54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР

57) Использование: машиностроение, в часности в качестве испытательного и технолоического оборудования. Сущность зобретения: электродинамический вибраор содержит магнитопровод с катушкой одмагничивания, пневматическую подвеку. соединенную с источником сжатого возИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве испытательного, а также технологического оборудования, например, для измельчения материалов, погружения свай в грунт, уплотнения насыпания сред, упрочнения изделий, в прессах или буферных устройствах.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность и КПД работы, а также расширить эксплуатационные возможности электродинамического вибратора.

Электродинамический вибратор содержит привод 1, уравновешенную платформу

2, а также центрирующее направляющее устройство, выполненное в виде нескольких параллельных гидростатических или газостатических опор 3, которые закреплены на общей станине 4 с помощью основания 5.

Привод 1 состоит иэ подвижного исполни„„5lJ „„1837996 АЗ духа, катушку управления, жестко связанный с ней стол и центрирующее статическое устройство. Последнее выполнено в виде платформы, установленной на опорах, каждая из которых выполнена в виде пневмоцилиндра, поршень которого установлен с зазором относительно его внутренней поверхности, а вдоль оси поршня выполнен сквозной канал, причем платформа жестко соединена со столом, опоры размещены вне магнитопровода радиально относительно его оси, каждый поршень жестко закреплен на общем основании, а каждая пневмополость соединена с остальными пневмополостями и с источником сжатого воздуха через пневморегулирование сопротивление с атмосферой. 3 з.п. ф-лы, 10 ил. тельного элемента б в виде гильзы катушкой управления, которая расположена в зазоре

7 магнитной системы, состоящий из: магнитопроводов 8,9 и 10. а также керна 11 и втулки 12.

Все элементы магнитной системы (паз

8, 9, 10; 11 и 12) выполнены из магнитомягкой стали, например "Армко". В двух кольцевых пазах, образованных магнитопроводами 8, 9 и 10 установлена катушка подмагничивания, состоящая из 2-х обмоток 13, магнитные потоки от которых суммируются в среднем стержне 14 магнитной системы.

С целью резкого снижения потерь и выбросов магнитного потока за пределы корпуса, магнитопроводы 8 и 9 выполнены в виде колец с прорезями 15. Возможно выполнение магнитопроводов 8 и 10 составны1837996 ми из секторов, Исполнительный элемент 6 на выходе из привода ребрами 16, соединен со столом 17, который опирается на платформу 2. Ребра 16 через магнитопровод 8 проходят по прорезям 15. 5

С целью уменьшения потерь и повышения КПД мэгнитопроводы 9 и 12 на поверхностях,обращенных к катушке управленияб, имеют кольца из меди 18 нанесенные, например, гальваническим способом, Кольца 10

18 предназначены для замыкания вихревых токов, наводящихся.от катушки управлениях, На фиг. 1;.., изображен электродинэмический привод поступательного перемеще- 15 ния, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А — А фиг.

1; на фиг. 3 — разрез б-б фиг. 2; на фиг. 4— разрез 8-В фиг. 2; на фиг. 5 — разрез Г-Г фиг. 2; на фиг. 6 — выносной элемент I фиг.

2; на фиг. 7 — выносной элемент Н фиг. 2; на 20 фиг. 8 — пневморазводка устройства с элементами автоматического регулирования; на фиг. 9 — конструкция вибратора с двусторонней опорой кронштейна; на фиг. 10— установка вибратора с односторонними 25 опорами в поворотном кронштейне, Система охлаждения привода состоит из фильтра 19 в виде блока из пористого материала и мелкой сетки из металла или полимера. Фильтр 19 закреплен на магни- 30 топроводе 8. В мэгнитопроводах 8, 9 и 10 выполнены каналы 20для прохода охлаждающего воздуха. Из полости 21 образован- . ной под нижним магнитопроводом 10 через специальное отверстие .воздух откачивает- 35 ся в атмосферу вытяжным вентилятором (на фиг. не показаны).

Для улучшения охлаждения катушки подмагничивания 13, последняя выполнена секционной. Каждая из обмоток катушки 40 подмагничивания 13 составлена из трех секций 22, между которыми выполнен зазор. В изоляционный материал исполнительного элемента 6 для жесткости введена арматура

23, а отверстия 24 на столе 17 выполнены 45 для закрепления испытуемого, йзделия.

Исполнительный элемейт 6 диском 25 из легкого немагнитного материала опирается на пневмоподвеску 26, представляющую собой оболочку из эластичного 50 материала с упругими свойствами внутри которой образована упругая полость под. давлением воздуха выше атмосферного, Каждая опора 3 выполнена в виде втул- 55 ки 27 с дном, установленной на выступающей части основания 28, По площади. соприкосновения внутренней поверхности втулки 27 и наружной поверхности основания 28 выполнен зазор гэзостатической направляющей 29, обладающей минимальным трением.

Между внутренней поверхностью втулки 27 и.верхним торцом основания 28 образуется камера повышенного давления 30 с помощью которой производится автоматическая разгрузка каждой опоры, а значит и всего устройства.

В основании 28 выполнены каналы 31, для подвода сжатого воздуха к газостатической направляющей 29 от источника давления воздуха 32. Источником давления воздуха может быть компрессор, цеховая сеть сжатого воздуха. Сжатый воздух поступает s пневмоподвеску 26 через воздушный электроклапэн 33, работа которого определяется датчиком 34, преобразующйм перемещение виброплатформы 2 относительно неподвижных частей вибратора в электрический сигнал.

Управляющий сигнал с датчика 34 подается на электроклапан 33 через блок управления 35.

Камеры повышенного давления 30 соединены с атмосферой через штуцера 36 через регулируемое пневмосопротивление (дроссель) 37. Пневмосопративление 37 предназначено для регулирования давления в камере 30, которое контролируется манометром 38, Последний может быть отградуирован в грузоподъемности платформы. Зазор газостэтической направляющей 29 одним концом соединен с камерой повышенного давлейия 30 — другой с атмосферой. (фиг. 8).

С целью повышения грузоподъемности камеры повышенного давления могут быть снабжены резервнойлинией питания 39 соединенной через обратный клапан 40 и воздушный электроклапан 41 с источником давления 32 и регулируемый системами блока управления 35. В этом случае воздух из верхней части зазора 29 газостатической опоры выходит в атмосферу через специальные дренажные отверстия (на фиг. не показаны).

Манометр 42 для контроля давления в пневмоподвеске 26 может быть отградуирован в грузоподъемности, Для регулирования радиальной жесткости в основании 28 смонтированы датчики радиального давления 43, которые через блок управления 35 имеют возможность воздействовать нэ электроклапан.

Ва фиг. 9 показана конструкция вибратора предназначенная для работы под любым углом к горизонту, Центрирующее направляющее устройство выполнено в виде уравновешенной платформы 2 закрепленной на двух втулках 44 с внутренней

1837996

40

55 нах станины 4, по |еречной 45. Концы втулок 44 установлены снаружи вертикальных соосных направля щих 46, которые жестко закреплены на ротив друг другз в двух кронштейнах 47 по оротного устройства.

Для обеспечения возможности поворота ронштейны имеют цилиндрический выст п 48 установленный в круглом отверстии

49, который выполнен в боковине станины

4, Газостатические опоры 3 выполнены в ве хней и нижних частях втулок.44 между на ужной поверхностью направляющих 46 и внутренней поверхностью втулок 44.

Между перегородкой 45 и торцом на.пр вляющих 46 внутри втулок 44 образованы соответствен lo верхние 50 и нижние 51 уп угие полости. Верхние 50 и отдельно ни кние 51 упругие полости соединены между собой через штуцера 36 и далее через ре улируемое пневмосопротивление 37 с ат 1осферой.

На фиг. 10 показано крепление вибратора с односторонними опорами (аналогично фи . 1) на кронштейне поворотного устройст а. С целью обеспечения надежной работы односторонней опоры 3 устанавливают на нижнюю перекладину кронштейна 47, а на ротив свободного торца втулки 27 в консо ях 52 кронштейна смонтированы пнев- мо мортизаторы 53 с газостатической на равляющей (или амортизаторы другого .ти а). Торец 54 амортизатора имеет шарни ную форму и входит в соп рикосновение с арнирным торцо л 55 втулки опоры 3 при по ъеме платформы до нулевого положени .

Устройство работает следующим образо

Включается источник давления 32 и с>к тый воздух, заполняя зазор 29 газостати еской опоры 3, создает воздушную поду >ку между втулками 27 и основанием 28.

Те самым обеспечивается высокая радиал ная жесткость каждой втулки 27, а значит и латформы 2 и исполнительного элемента

6, также отсутствие трения подвижными и не 1одвижными частями опор, Сжатый воздух, дросселируясь в зазор

29, далее попадает в атмосферу с двух торцо втулки 27 — это в случае снятых штуцеро 36 (фиг. 8), Включается электроклапан ЗЗ. Сжатый во дух заполняя полость пневмоподвески

f1o нимает исполнительнь1й элемент 6 и пл тформу 2 на необходимую высоту, котора определяется как нулевая точка отсчета ко ебаний платформы. Включается система охлаждения и воздух, проходя через фильтр

19,отверстия 20, катушку 6 и обмотки 13 охлаждает привод.

Подключаются к источнику постоянного напряжения секции катушки подмэгничивания 13, в зазоре 7 магнитной системы nGpaзуется магнитный поток. Подключая катушку 6 к источнику напряжения, например, синусоидального или импульсного, в зависимости or направления тока в катушке б получаем движение исполнительного элемента 6 вверх или вниз. Направление движения определяется правилом левой руки.

Изменяя частоту напряжения подаваемую на катушку 6, изменяем частоту вибрации, Изменяя амплитуду напряжения на катушке 6, изменяем амплитуду колебаний исполнительного элемента.

В случае, если устройство работает с установленными штуцерами 36 — воздух с определенным давлением из верхней части зазора 29 попадае в;<амеры повышенного давления 30, Сброс воздуха из камер 30 регулируется дросселем 37.

Такая "вертикальная подвеска" на камерах 37 может работать отдельно или одновременно с пневмоподвеской 25. В этом случае значительно увеличивается грузоподъемность всего устройства.

На фиг, 8 показана т хема автоматической регулировки вертикальной жесткости устройства, Давление воздуха в камерах ЗО регулируется электроклапаном 41 по сигналам с блока управления 35 который вырабатывает сигналы в зависимости от информации датчика положения 34. При этом давление воздуха в камеры 30 подается по резервной линии питания 39. В этом случае для выхода ьоздуха из верхней части зазора 29 газостачической опоры используются специальные дренажные отверстия (на фиг, не показаны). При этом зазор 29 будет одновременно уплотнением камеры ЗО.

В зависимости от сигналов датчиков ра диальногодавления 35м жетизменятьдавление воздуха поступающего в зазор

l газостатических опор, регулируя поло>кение электроклапана ЗЗ,которь1й установлен на этой линии.

На фиг. 9 устройство работает анзлогичНо описанному с той разницей, что для работы в наклонном или горизонтальном поло>кении усилия от движения платформы воспринимают две пары упругих полос гей: верхние 50 и нижние 51, При этом устройство может поворачиваться относительно koризонтальной оси зз счет поворота кронштейнов 47 в отверстиях 49 B бокови1837996 8

По фиг, 10 во время работы вибратора под углом от 0 до 90" к горизонту амортизаторы 53 своим упором 54 соприкасаются с торцами втулок 27 и воспринимают действующую «а них нагрузку.

Г)еред началом работы между шарнирными поверхностями опоры 3 и пневмоамортизатора 53 образован зазор. При подъеме втулки 27 ее торец 55 соприкасается с торцом амортизатора П4 и в дальнейи""...»ì :эта конструкция работает аналогично описанной по Фиг. 9.

Формула изобретения

1, Злектродинамический вибратор, содержащий магнитопровод с катушкой под" м . ãн ::.ûíàíèÿ и кольцевым рабочим зазором., пневматическую подвеску, соединенную с источником сжагого воздуха, на которой размещена подвижная система, вкгночающая расположенную в рабочем зазоре катушку управления и жестко связанный с ней стол, и центрирующее газостатическое устройство, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД и расширения эксплуатационных возможностей, центрирующее газоста«ическое устройство выполнено в виде платформы, установленной на опорах, каждая из которых выполнена в виде пневмоцилиндра. поршень которого установлен с зазором относительно его внутренней посерхности, а вдоль оси поршня выполнен сквозной канал, причем платформа жестко соединена со столом, опоры размещены вне магнитопровода радиально относительно его оси, каждый поршень жестко закреплен на введенном общем основании, а каждая пневмополость соединена с остальными пневмополостями и с источником сжатого воздуха, а через введенное регулируемое

5 пневмосопротивление — с атмосферой.

2. Вибратор по ri. 1, отличающийся тем, что пневматическая подвеска выполнена в виде упругой оболочки, соединенной с источником сжатого воздуха, 10 3. Вибратор по пп, 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения надежности в работе под любым углом к горизонту, введено поворотное устройство с кронштейнами, каждый из которых снаб15 жен двумя пневмоамортизаторами, образующими по своей продольной оси виброизолятор двустороннего действия, при этом каждая опора выполнена симметричной относительно введенной попереч20 ной перегородки, разделяющей пневмополости обеих частей опоры, цилиндрические направляющие которых жестко соединены с кронштейнами.

4, Вибратор по пп, 1-3, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации., в него введена система автоматического регулирования, состоящая из датчиков радиального давления, датчиков положения, электроклапанов

30 и блока управления, при этом датчики радиального давления размещены в зазоре пневмоцилиндра, а датчики положения на основании поршня пневмацилиндра, причем все датчики через блок управления и

35 электроклапаны соединены с источником сжатого воздуха.

1837996

1837996

1837996

1837996!

837996 р

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

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