Устройство автоматического центрирования динамической системы вибромашины
Владельцы патента RU 2728448:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) (RU)
Изобретение относится к вибрационной технике. Устройство содержит подрессоренную вибрирующую платформу с технологической нагрузкой. На платформе установлены датчики определения смещения центра масс технологической нагрузки. На тыльной стороне платформы установлена направляющая с приводом. Привод сопряжен с компенсирующей массой с возможностью ее перемещения по этой направляющей. Один конец направляющей шарнирно соединен с платформой, а другой прикреплен к платформе посредством винтового механизма с отдельным приводом. Привод позволяет отклонять направляющую от платформы. Приводы и датчики объединены в единую компьютерную систему управления с программным обеспечением расчета необходимого положения центра компенсирующей массы в режиме реального времени и выдачи команды приводам на требуемое смещение компенсирующей массы. Достигается сохранение необходимых траекторий движений рабочего органа вибромашины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Технический результат направлен на сохранение необходимых траекторий движений рабочего органа вибромашины за счет автоматического поддержания постоянства положения его центра масс в пространстве при изменении массы технологической нагрузки и ее положения на рабочем органе с помощью компенсирующей массы за счет ее управляемого смещения в направлении, обратном смещению положения центра масс технологической нагрузки.
Сущность изобретения заключается в том, что компенсирующая масса перемещается по направляющей в направлении, обратном смещению центра масс технологической нагрузки, при этом направляющая оборудована собственным приводом, позволяющий отклонять ее от плоскости платформы. Компенсирующая масса приводится в движение с помощью специального механизма, например, шариковинтовой, реечной, ременной передачи, преобразующей вращательное движение вала двигателя в поступательное перемещение компенсирующей массы. Величина необходимого смещения центра масс технологической нагрузки вычисляется системой обратной связи по смещению суммарного центра масс рабочего органа и технологической нагрузки относительно центральной оси, измеряемому с помощью показаний датчиков системы управления движением компенсирующей массы. Управляющий сигнал поступает на двигатели, приводящие в движение компенсирующую массу.
Таким образом, смещение компенсирующей массы в противоположном направлении от смещения технологической нагрузки способно компенсировать нежелательное смещение центра масс системы в случаях смещения технологической нагрузки.
Известно, что смещение центра масс рабочего органа вибромашины относительно его центральной оси приводит к искажению траекторий колебаний, возникновению дополнительных форм колебаний, рассинхронизации вращения центробежных вибровозбудителей, уменьшению эффективности технологического процесса [1]
Известно устройство для уравновешивания прямолинейно движущихся масс, содержащее два шкива, охваченные гибким звеном, на одной ветви которого закреплена уравновешиваемая масса, а на другой жестко закреплена корректирующая масса. (А.с. СССР №846888, кл. F16F 15/22, 1981 г.). Недостатками данного устройства является способность уравновешивать только заранее известную массу, так как смещение уравновешиваемой массы будет равно по абсолютному значению смещению равной корректирующей массы, хотя в реальном процессе масса технологической нагрузки является заранее неизвестной.
Целью заявленного технического решения является обеспечение необходимых траекторий движений рабочего органа вибромашины за счет автоматического поддержания постоянства положения его центра масс в пространстве при изменении массы технологической нагрузки и ее положения на рабочем органе.
Указанная цель достигается за счет управляемого смещения компенсирующей массы в направлении, обратном смещению положения центра масс технологической нагрузки, с помощью специального механизма, состоящего из направляющей с приводом, сопряженным с компенсирующей массой с возможностью ее перемещения по этой направляющей, один конец которой шарнирно соединен с платформой, а другой прикреплен к платформе посредством винтового механизма с отдельным приводом с возможностью отклонения направляющей на определенный угол от платформы, при этом привод и датчики объединены в единую компьютерную систему управления с программным обеспечением расчета необходимого положения центра компенсирующей массы в режиме реального времени и выдачи команды приводам на требуемое смещение компенсирующей массы.
Сущность изобретения поясняется схемой простейшей вибрационной машины, представленной на фиг. 1.
Устройство автоматического центрирования динамической системы представляет собой подрессоренную вибрирующую платформу 1 с технологической нагрузкой 2 и установленными на ней датчиками 3 определения смещения центра масс технологической нагрузки 2. На тыльной стороне платформы 1 установлена направляющая 4 с приводом 5, сопряженным с компенсирующей массой 6 с возможностью ее перемещения по этой направляющей, один конец которой шарнирно 7 соединен с платформой 1, а другой - прикреплен к платформе посредством винтового механизма 8 с отдельным приводом 9 с возможностью отклонения направляющей 4 на определенный угол от платформы 1, при этом приводы 5, 9 и датчики 3 объединены в единую компьютерную систему управления (на фиг. 1 не показана) с программным обеспечением расчета необходимого положения центра компенсирующей массы 6 в режиме реального времени и выдачи команды приводам на требуемое смещение компенсирующей массы. В этом устройстве в качестве приводов 5 и 9 могут быть рекомендованы электрические шаговые двигатели.
Для расчетного положения технологической нагрузки 2, когда ее центр масс находится в точке С1 рабочий орган совершает колебания по траекториям, обеспечивающим наибольшую эффективность технологического процесса, а вся динамическая система является центрированной.
Действие данного устройства в процессе работы вибромашины заключается в определении необходимого смещения компенсирующей массы 6 при смещении центра масс технологической нагрузки 2 из положения С1 в положение С2 при этом, система обратной связи посредством датчиков 3 формирует управляющий сигнал на приводы 5 и 9, которые могут быть выполнены в виде шаговых электродвигателей, приводящих в движение компенсирующую массу (m) 6 по направляющей 4 на расстояние δ2-δ1 и отклоняющих направляющую 4 на угол ϕ, которые определяются автоматически вычислительным алгоритмом системы обратной связи по показаниям датчиков 3 положения технологической нагрузки 5 таким образом, что система остается центрированной, а траектории колебаний рабочего органа - наиболее эффективными.
Таким образом, предлагаемый изобретение - устройство автоматического центрирования динамической системы системы вибромашины - способствует стабилизации и поддержанию наиболее эффективного режима работы вибромашины.
Работа выполнялась при поддержке гранта РНФ 18-19-00708.
Список источников информации, принятые во внимание.
1. Вайсберг Л.А. Проектирование и расчет вибрационных грохотов // М.: Недра. - 1986. - С. 144.
2. Справочник по обогащению руд т. 1 Подготовительные процессы / под ред. В.А. Олевского. М.: Недра. - 1972. - С. 488.
3. Патент СССР №846888, кл. F16F 15/22, 1981 г. Устройство для уравновешивания прямолинейно движущихся масс // Патент СССР №846888 1981 г. / Гапоев Т.Т., Табуев Д.Б.
1. Устройство автоматического центрирования динамической системы вибромашины, содержащее подрессоренную вибрирующую платформу с технологической нагрузкой и установленными на ней датчиками определения смещения центра масс технологической нагрузки, отличающееся тем, что на тыльной стороне платформы установлена направляющая с приводом, сопряженным с компенсирующей массой с возможностью ее перемещения по этой направляющей, один конец которой шарнирно соединен с платформой, а другой прикреплен к платформе посредством винтового механизма с отдельным приводом с возможностью отклонения направляющей на определенный угол от платформы, при этом оба привода и датчики объединены в единую компьютерную систему управления с программным обеспечением расчета необходимого положения центра компенсирующей массы в режиме реального времени и выдачи команды приводам на требуемое смещение компенсирующей массы.
2. Устройство автоматического центрирования динамической системы по п. 1, отличающееся тем, что в качестве приводов использованы электрические шаговые двигатели.
