ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для возбуждения колебаний в устройствах общего назначения, и может быть использовано в машинах вибрационного действия.

Известно устройство - вибратор, содержащее установленный на валу дебаланс и регулировочное устройство в виде концентрично подвижной по оси вала конической чаши, причем дебаланс выполнен грушевидной формы и шарнирно закреплен на конце вала. Признаки совпадающие - вал с перемещающимся исполнительным органом. (См. авторское свидетельство N 422471, B 06 b 1/16, бюл. N 13, 1974 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что данное устройство не позволяет осуществлять сложного колебательного движения и свободно регулировать центробежную силу.

Известно вибрационное устройство, содержащее опору, рабочий орган и кинематический возбудитель колебаний, включающий два кривошипных механизма с проводами и коромысло, концы которого шарнирно связаны с кривошипными механизмами, а средняя часть - с рабочим органом, причем возбудитель колебаний выполнен с автономным приводом каждого кривошипного механизма, а рабочий орган упруго связан с опорой так, что его собственная частота колебаний равна или меньше частоты возбуждения, а коромысло связано с рабочим органом упругими элементами, которые выполнены в виде упругих шарниров.

Признаки совпадающие - наличие рабочего органа, кинематического возбудителя колебаний и упругих элементов. (См. авторское свидетельство N 374103, B 06 b 1/14, бюл. N 15, 1973 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче - указанное устройство не может иметь больших динамических нагрузок, а рабочий орган не может иметь шесть степеней свободы.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является вибропривод, содержащий двигатель, связанный с ним вал, установленный в двух опорах, одна из которых подшипниковая, размещенный на валу дебаланс и элемент, передающий нагрузку объекту, связанный с подшипниковой опорой, снабжен механизмом регулирования положения дебаланса, выполненным в виде вилки, установленной под углом к валу с возможностью перемещения вдоль его оси, и управляющего органа, установленного и связанного с вилкой, в валу выполнено радиальное отверстие, а дебаланс выполнен в виде стержня, подпружиненного относительно вала, размещенного в отверстии и взаимодействующего с вилкой. Вторая опора выполнена в виде шарнирной муфты, а элемент, перемещающий нагрузку, - в виде диафрагмы и регулировочных упоров, причем диафрагма установлена с возможностью перемещения вдоль вала.

Признаки совпадающие - наличие опор, двигателя со связанным валом и муфтой на нем, рабочего вала с диафрагмой, механизма регулирования, выполненного в виде резьбовых стержней и регулятора. (См. авторское свидетельство N 1237265, B 06 b 1/16, бюл. N 22, 1986 г.).

Причины, препятствующие поставленной задаче, в том, что указанный вибропривод не позволяет сохранять соответствующую силу удара ударников по стержням при перемещении диафрагмы, производить ее перемещение в процессе работы; регулировать амплитуду в рабочем режиме и осуществлять мягкий удар ударника о каркас (удар без зазора).

Задачей предложенного изобретения является создание вибрационного устройства, позволяющего устранить вышеизложенные причины путем увеличения возможностей регулирования амплитуды колебания рабочего органа как в статике, так и в динамике, при введении рабочего органа, который обеспечивает как исследование аппаратуры на виброустойчивость, а также может служить в виде емкости для сыпучих материалов (вибрационной решетки).

Технический результат заключается в том, что в вибрационном устройстве, содержащем основание, на котором смонтированы каркас, электродвигатель с вертикальным валом и муфтой на нем, рабочим валом и диафрагмой с возможностью ее перемещения вдоль каркаса с помощью резьбовых стержней и регулятор, причем каркас состоит из четырех стоек, шарнирно укрепленных на основании, на котором с помощью четырех упругих элементов установлен рабочий орган, а муфта применена расширительной, обеспечивающая вращательно-поступательное перемещение рабочему валу со сменным коноидом, который передает поступательное движение, перпендикулярное его оси, четырем ударным механизмам, установленным на диафрагме, каждый из которых состоит из направляющего корпуса, резьбовой ступенчатой втулки с винтовой пружиной, в которую с разных сторон вкручены толкатель и ударник, а резьбовые стержни установлены в винтовом стакане на корпусе электродвигателя с возможностью его поворота в процессе работы устройства, что обеспечивает регулирование амплитуды колебания рабочего органа, - введены: коноид, ударный механизм и упругие элементы, позволяющие сохранять соответствующую силу удара ударников по стержням при перемещении диафрагмы, производить ее перемещение в процессе работы, так же регулировать амплитуду в рабочем режиме и осуществлять мягкий удар ударника о каркас (удар без зазора), а рабочий орган может обеспечивать как исследование аппаратуры на виброустойчивость, а также служить и емкостью для сыпучих материалов - вибрационной решеткой.

Предлагаемое вибрационное устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен чертеж общего вида, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, показывающий расположение ударников относительно профиля коноида в ударном механизме.

Вибрационное устройство содержит основание 1, на котором установлен корпус 2 с винтовым стаканом 3, поддерживающий консольно смонтированный вибрационный механизм, содержащий:
- четыре вертикальных регулировочных стержня 4, одни концы которых свободно стоят в винтовом стакане 3, а другие вкручены в диафрагму 5;
- четыре ударных механизма, установленных на диафрагме 5, состоящих из направляющего корпуса 6, резьбовой ступенчатой втулки 7, в которую с разных сторон вкручены толкатель 8 и ударник 9, и соосной винтовой пружины 10;
- регулятор 11, установленный на диафрагме 5.

В корпусе 2 установлен электродвигатель 12, на вертикальном валу 13 которого с помощью расширительной муфты 14 установлен рабочий вал 15 со сменным коноидом (пространственный кулачок - Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1975, 494 с.) 16, свободный конец которого закреплен в регуляторе 11, обеспечивающем возвратно-поступательное перемещение коноида 16 по вертикали, чтобы изменять амплитуду колебания толкателя 7 и тем самым амплитуду рабочего органа.

К основанию 1 с помощью шарниров 17 подвижно закреплены четыре стойки 18, несущие четыре упругих элемента 19 и поддерживающие рабочий орган 20 (сито, емкость и т.п.).

Для приведения в действие вибрационного устройства необходимо установить нужную амплитуду колебания стоек, которую можно регулировать в статике:
- поворотом с винтового стакана 3 на винтовом корпусе 2;
- вращением регулировочных стержней 4;
- вращением толкателя 8 или ударника 9, что обеспечивает удар при наличии зазора между ударником 9 и стойкой 18 или без зазора (мгновенный удар);
- поворотом регулятора 11;
- заменой коноида с другим профилем.

Вал электродвигателя 12 через расширительную муфту 14, которая может осуществлять как вращательное, так и поступательное движение, передает соответствующее перемещение рабочему валу 15, который обеспечивает вращательное (и в случае необходимости поступательное) движение сменному коноиду 16, который через ударные механизмы передает возвратно-поступательное перемещение, перпендикулярное оси рабочего вала 15. Ударные механизмы передают вибрационное движение стойкам 18, которые через упругие элементы 19 передают вибрации рабочему органу.

В динамике работы вибрационного устройства амплитуду можно изменять с помощью регулятора 11, который обеспечивает возвратно-поступательное перемещение коноида 16 вместе с рабочим валом 15 вдоль его оси.

Использование: в машинах вибрационного действия для возбуждения колебаний. Сущность: вибрационное устройство содержит основание, на котором на шарнирах установлены четыре стойки с упругими элементами и рабочим органом, электродвигатель с вертикальным валом и расширительной муфтой, рабочий вал со сменным коноидом, диафрагмой и регулятором. Также устройство содержит корпус с винтовым стаканом и консольно смонтированный вибрационный механизм с четырьмя вертикальными регулировочными стержнями. Каждый из четырех ударных механизмов состоит из направляющего корпуса, соосной винтовой пружины и резьбовой ступенчатой втулки, в которую с разных сторон вкручены толкатель и ударник. Технический результат: сохранение силы удара ударников по стержням в процессе работы при перемещении диафрагмы, регулирование амплитуды удара и возможность производить мягкий удар ударника о каркас. 2 ил.

Вибрационное устройство, содержащее основание, на котором смонтированы каркас, электродвигатель с вертикальным валом и муфтой на нем, рабочим валом и диафрагмой с возможностью ее перемещения вдоль каркаса с помощью резьбовых стержней и регулятор, отличающееся тем, что каркас состоит из четырех стоек, шарнирно укрепленных на основании, на котором с помощью четырех упругих элементов установлен рабочий орган, а муфта применена расширительной, обеспечивающей вращательно-поступательное перемещение рабочему валу со сменным коноидом, который передает поступательное движение, перпендикулярное его оси, четырем ударным механизмам, установленным на диафрагме, каждый из которых состоит из направляющего корпуса, резьбовой ступенчатой втулки с винтовой пружиной, в которую с разных сторон вкручены толкатель и ударник, а резьбовые стержни установлены в винтовом стакане на корпусе электродвигателя с возможностью его поворота в процессе работы устройства, что обеспечивает регулирование амплитуды колебаний рабочего органа.