ПЛАНЕТАРНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к планетарным вибровозбудителям.

Известна конструкция планетарного вибровозбудителя, содержащего круглую беговую дорожку с установленным на ней инерционным бегунком, связанным с водилом, которое закреплено на приводном валу с эксцентриситетом относительно центра кривизны беговой дорожки [1]. При вращении водила на бегунок действуют центробежная и кориолисова силы, результирующая которых передается непосредственно на беговую дорожку.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что возникающая вследствие переменного радиуса траектории движения инерционного бегунка кориолисова сила создает действующий на бегунок спонтанный крутящий момент. Когда касательная сила на ободе бегунка от этого спонтанного момента превышает силу сцепления бегунка с беговой дорожкой, на определенных участках траектории движения наступает проскальзывание бегунка по поверхности дорожки. В результате трение качения переходит в трение скольжения, и момент сопротивления вращению водила возрастает примерно на порядок, а вся дополнительно затраченная энергия переходит в теплоту нагрева бегунка и беговой дорожки.

Прототипом изобретения является планетарный вибровозбудитель, содержащий беговую дорожку с установленным на ней инерционным бегунком, связанным с водилом, которое закреплено на приводном валу с эксцентриситетом относительно центра беговой дорожки, и смонтированную в центре этой беговой дорожки звездочку, которая связана бесконечной цепью с другой звездочкой, жестко закрепленной на оси инерционного бегунка [2].

Дополнительная кинематическая связь в виде цепной передачи исключает проскальзывание бегунка по круглой беговой дорожке, тем самым снижая энергоемкость привода вибровозбудителя.

Недостаток прототипа состоит в том, что цепная передача имеет постоянное расстояние между центрами звездочек, поэтому эффективная работа такого вибровозбудителя возможна только при круглой форме беговой дорожки, так как в любом другом случае за счет действия цепной передачи будет происходить периодический отрыв инерционного бегунка от поверхности беговой дорожки, сопровождающийся резким нагружением цепи полной величиной вынуждающей силы вибровозбудителя. Последнее приводит к быстрому износу и растяжению цепи. В то же время движение инерционного бегунка по круговой траектории является только частным случаем планетарного движения; наиболее рациональным и распространенным в природе является планетарное движение инерционных масс по эллиптическим траекториям.

Целью изобретения является снижение энергоемкости путем исключения спонтанного проскальзывания бегунка по поверхности эллиптической беговой дорожки.

Для этого центральная звездочка жестко закреплена на ползуне, который установлен в направляющих, расположенных вдоль большого диаметра эллиптической беговой дорожки, и связан с водилом посредством шарнирно закрепленного шатуна. Шатун шарнирно соединен с осью центральной звездочки.

На фиг. 1-4 схематично показан планетарный вибровозбудитель в радиальной плоскости с различными угловыми положениями водила и инерционного бегунка; на фиг. 5 - разрез линии А-А на фиг. 3.

Планетарный вибровозбудитель содержит эллиптическую беговую дорожку 1, на которой установлен инерционный бегунок 2, ось 3 которого размещена в вилке 4 водила 5, закрепленного на приводном валу 6 с эксцентриситетом е относительно центра О беговой дорожки 1.

В центре О дорожки образованы неподвижные направляющие 7, расположенные вдоль большого диаметра Б-Б эллипса, в которых установлен ползун 8. На ползуне при помощи оси 9 жестко закреплена центральная звездочка 10, связанная бесконечной цепью 11 с другой звездочкой 12, жестко закрепленной на оси 3 инерционного бегунка 2.

На оси 9 центральной звездочки 10 при помощи шарнира 13 закреплен шатун 14, который другим своим концом посредством шарнира 15 связан с водилом 5 на расстоянии R от оси вращения последнего (фиг. 3).

Планетарный вибровозбудитель работает следующим образом.

При вращении водила 5 его вилка 4 перемещает инерционный бегунок 2 по эллиптической беговой дорожке с постоянной угловой скоростью и переменным радиусом траектории. На инерционный бегунок действуют центробежная и кориолисова силы, результирующая которых передается на дорожку как вынуждающая сила вибровозбудителя, а водило 5 воспринимает момент сопротивления вращению.

Одновременно на инерционный бегунок 2 действует спонтанный момент М_к кориолисовых сил относительно его оси 3, который стремится нарушить условия нормального качения бегунка по беговой дорожке. Звездочка 12 обкатывает изнутри бесконечную цепь 11, которая перемещается по зубьям центральной звездочки 10, воспринимая своими звеньями момент М_к действующих на бегунок 2 кориолисовых сил и, тем самым, задавая закон нормального качения бегунка и исключая его проскальзывание по поверхности беговой дорожки.

Шатун 14 в процессе поворота водила 5 обеспечивает знакопеременное движение ползуна 8 в направляющих 7 по стрелкам В, вследствие чего расстояние t между центрами звездочек 10 и 12 остается постоянным (фиг. 5). При увеличении радиуса траектории движения инерционного бегунка под действием спонтанного момента M_к происходит преимущественное натяжение передней ветви цепи 11; при уменьшении этого радиуса момент М_к меняет свой знак на обратный, и происходит преимущественное натяжение задней ветви цепи 11.

Преимуществом изобретения является автоматическое изменение в процессе поворота водила положения центральной звездочки вдоль большой оси эллиптической беговой дорожки, в результате чего сохраняется постоянным межцентровое расстояние звездочек цепной передачи, предохраняющей инерционный бегунок от спонтанного проскальзывания по беговой дорожке под действием момента кориолисовых сил. Это обеспечивает постоянную величину коэффициента сопротивления качению бегунка, минимальные величины момента сопротивления вращению водила и энергоемкости вибровозбудителя.

Использование: в планетарных вибровозбудителях. Сущность изобретения: вибровозбудитель содержит беговую дорожку 1 и инерционный бегунок 2, связанный с водилом 5, расположенным с эксцентриситетом отосительно центра беговой дорожки. В направляющих 7, расположенных вдоль большой оси эллиптической дорожки, установлен ползун 8 с жестко закрепленной на оси центральной звездочкой 10, которая связана бесконечной цепью 11 со звездочкой 12, жестко соединенной с бегунком. Ось ползуна соединена шарнирно смонтированным шатуном 14 с водилом 5. 5 ил.

ПЛАНЕТАРНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ, содержащий корпус с беговой дорожкой на его внутренней поверхности, взаимодействующий с ней инерционный бегунок, подвижно соединенное с ним и установленное с эксцентриситетом относительно центра кривизны беговой дорожки водило с вилкой и жестко закрепленную на оси бегунка первую звездочку, связанную бесконечной цепью со второй звездочкой, отличающийся тем, что он снабжен направляющими, ползуном, установленным в направляющих с возможностью перемещения вдоль по оси, шатуном, шарнирно связанным одним своим концом с водилом, а другим с ползуном, и вторая звездочка установлена на ползуне с возможностью вращения вокруг своей оси, беговая дорожка выполнена эллиптической, а направляющие расположены вдоль большего диаметра эллиптической беговой дорожки.