ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в дорожных машинах, в промышленности строительных материалов, химической, пищевой, горнорудной и других отраслях народного хозяйства.

Известен вибровозбудитель - возбудитель с изменяемым статическим моментом, содержащий приводной вал с подпружиненным выдвижным дебалансом (Вибрационные машины в строительстве и производстве строительных материалов. - М.: Машиностроение. - 1978.- с. 469). Это устройство обеспечивает возможность перемещения дебаланса под действием центробежных сил в радиальном направлении при одновременном сжатии возвращающей его пружины.

Недостатком известного вибровозбудителя является ограниченность возможности управления его технологическими параметрами, а именно монотонность его характеристики, так как с увеличением угловой скорости вращения приводного вала увеличивается статический момент дебаланса, а следовательно, и амплитуда вибрации.

Прототипом данного изобретения является дебалансный вибровозбудитель с изменяемым статическим моментом, содержащий приводной вал, основной выдвижной дебаланс, выполненный в виде корпуса с полостью, заполненной жидкостью, и пружиной для возврата его в исходное положение, и дополнительный выдвижной дебаланс с перепускным каналом и пружиной для возврата его в исходное положение (авторское свидетельство СССР 614823, МПК 6 В 06 В 1/16, 1976). Возможность регулирования этого вибровозбудителя расширена и пусковые характеристики могут быть как линейными, так и имеющими вид кривых второго порядка.

Недостатком прототипа является ограниченность возможности управления его технологическими параметрами, а именно монотонность его характеристики, так как с увеличением угловой скорости вращения приводного вала увеличивается статический момент дебаланса, а следовательно, и амплитуда вибрации, в то время, как по технологическим требованиям, например для вибрационного катка, желательно получение большей амплитуды колебаний при меньшей частоте вращения вала вибровозбудителя, и меньшей амплитуды - при большей частоте.

Задачей создания изобретения является расширение возможностей управления технологическими параметрами вибровозбудителя, а именно получение большей амплитуды колебаний при меньшей частоте вращения вала вибровозбудителя и меньшей амплитуды - при большей частоте вращения за счет придания ему свойства немонотонного изменения статического момента: от равного нулю во время разгона до максимального при вращении с первой заранее заданной частотой вращения и уменьшения до оптимальной величины, соответствующей второй более высокой заранее заданной частоте вращения. Это позволяет без остановок и дополнительных регулировок изменять частоту и амплитуду вибрации и обеспечить, например, наиболее выгодные параметры уплотнения для грунтов и асфальтобетонных покрытий, а тем самым повысить эффективность уплотнения дорожно-строительных материалов дорожным катком с предлагаемым вибровозбудителем. (Для грунтов амплитуда составляет 2-3 мм, частота вибрации 25 Гц; для асфальтобетона амплитуда 0,2-0,3 мм, частота 33-50 Гц.).

Поставленная задача достигается тем, что в вибровозбудителе, содержащем установленный на приводном валу основной и дополнительный выдвижные дебалансы, снабженные пружинами возврата их в исходное положение, согласно изобретению дополнительный выдвижной дебаланс смонтирован на приводном валу оппозитно основному дебалансу с возможностью перемещения в сторону от приводного вала противоположно направлению возможного перемещения основного выдвижного дебаланса. Преимущественно суммарный статический момент приводного вала дебалансов в исходном положении равен нулю. Кроме того, выдвижные дебалансы установлены на приводном валу шарнирно, приводной вал выполнен с кронштейнами, на которых установлены дебалансы, а дебалансы выполнены с загнутыми хвостовиками, охватывающими приводной вал с возможностью контакта с ним боковой поверхностью.

Был найден управляемый вибровозбудитель, содержащий вал, на котором установлены неподвижный и подвижный дебалансы, причем подвижный дебаланс снабжен винтовой тягой с маховичком для его перемещения (Сердюк Л.И. Управляемые вибровозбудители - основа повышения эффективности вибрационных машин. Строительные и дорожные машины, 1987, N 12, с. 21-22). Однако сравнение известного и предлагаемого вибровозбудителей показывает, что в известном вибровозбудителе перемещение подвижного дебаланса производится принудительно, в то время, как в предлагаемом - автоматически при изменении скорости вращения вала.

Установка дополнительного выдвижного дебаланса на приводном валу оппозитно основному дебалансу с возможностью перемещения в сторону от приводного вала противоположно направлению возможного перемещения основного выдвижного дебаланса позволит расширить возможности управления технологическими параметрами вибровозбудителя, а именно получить большую амплитуду колебаний при меньшей частоте вращения вала вибровозбудителя, и меньшую амплитуду - при большей частоте вращения за счет придания ему свойства не монотонного изменения статического момента: от равного нулю во время разгона до максимального при вращении с первой заранее заданной частотой вращения и уменьшения до оптимальной величины, соответствующей второй более высокой заранее заданной частоте вращения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан поперечный разрез вибровозбудителя; на фиг.2 - продольный разрез вибровозбудителя.

Позиции на чертеже обозначают:
1 - приводной вал, 2 - кронштейны, 3 - основной дебаланс, 4 - дополнительный дебаланс, 5 - хвостовики, 6 - боковая поверхность хвостовиков, 7, 8 - пружины возврата.

Дебалансный вибровозбудитель с изменяемым статическим моментом содержит приводной вал 1, на котором жестко закреплены кронштейны 2, расположенные по отношению к оси вала по разные стороны. На кронштейнах 2 приводного вала 1 шарнирно установлены расположенные оппозитно друг другу основной 3 и дополнительный 4 выдвижные дебалансы, причем дополнительный выдвижной дебаланс смонтирован на приводном валу 1 с возможностью перемещения от приводного вала 1 в сторону, противоположную относительно направления возможного перемещения основного выдвижного дебаланса 3. Дебалансы 3, 4 снабжены пружинами 7, 8 возврата их в исходное положение. Преимущественно статические моменты дебалансов 3, 4 в исходном положении равны нулю. Статический момент основного дебаланса 3 в положении максимального удаления относительно оси приводного вала 1 больше статического момента дополнительного дебаланса 4 в положении максимального удаления относительно оси приводного вала 1. Усилие настройки пружины 7 возврата основного дебаланса 3 соответствует центробежной силе, развиваемой основным дебалансом 3 при частоте вращения меньшей, чем частота вращения, при которой усилие настройки пружины 8 возврата дополнительного дебаланса 4 соответствует центробежной силе, развиваемой дополнительным дебалансом 4. Две пружины возврата 7, 8 могут быть заменены одной (не показана), стягивающей дебалансы 3, 4.

Вибровозбудитель работает следующим образом. При сообщении приводному валу 1 вращательного движения вместе с ним вращаются основной 3 и дополнительный 4 выдвижные дебалансы. Под действием возникающих при вращении центробежных сил дебалансы 3, 4 стремятся, преодолевая сопротивление пружин 7, 8, занять положение, в котором их центры масс будут занимать более далекое от оси вала 1 положение. Поскольку усилие настройки пружины 7 возврата основного дебаланса 3 соответствует меньшей частоте вращения приводного вала 1, он при достижении валом 1 этой частоты вращения перейдет в наиболее удаленное от оси вала 1 положение, сообщая дебалансному вибровозбудителю максимальный статический момент. При дальнейшем увеличении частоты вращения приводного вала 1 статический момент дебалансного вибровозбудителя будет оставаться постоянным, пока частота вращения не достигнет частоты настройки пружины 8 дополнительного дебаланса 4. При достижении этой частоты вращения приводного вала 1 в положение, наиболее удаленное от его оси, перейдет дополнительный дебаланс 4. Поскольку он расположен по отношению оси вала 1 противоположно основному дебалансу 3, суммарный статический момент инерции, создаваемый обоими дебалансами 3, 4, будет равен разности статических моментов, создаваемых каждым из них, и суммарный статический момент дебалансного вибровозбудителя уменьшится. В наиболее удаленном от оси вала 1 положении дебалансы 3, 4 фиксируются опираясь боковыми поверхностями 6 хвостовиков 5 на приводной вал 1.

Предлагаемый вибровозбудитель позволяет получить немонотонное изменение вынуждающей силы при монотонном изменении частоты вращения вала 1 и, в конечном итоге, повысить эффективность технологических процессов, требующих такого изменения характеристики вибровозбудителя.

Изобретение позволяет расширить возможности управления его технологическими параметрами, а именно достичь возможность получения большей амплитуды колебаний при меньшей частоте вращения вала вибровозбудителя и меньшей амплитуды - при большей частоте. Это позволяет без остановок и дополнительных регулировок изменять частоту и амплитуду вибрации и обеспечить, например, наиболее выгодные параметры уплотнения для грунтов и асфальтобетонных покрытий, а тем самым повысить эффективность уплотнения дорожно-строительных материалов дорожным катком с предлагаемым вибровозбудителем. (Для грунтов амплитуда составляет 2-3 мм, частота вибрации 25 Гц; для асфальтобетона амплитуда 0,2-0,3 мм, частота 33-50 Гц).

Вибровозбудитель не сложен в изготовлении и эксплуатации и может быть использован в вибрационных строительных и других машинах.

Использование: в дорожных машинах, в промышленности строительных материалов, химической, пищевой, горнорудной и других отраслях народного хозяйства. Сущность: вибровозбудитель с изменяемым статическим моментом содержит приводной вал, на котором жестко закреплены кронштейны, расположенные по отношению к оси вала по разные стороны. На кронштейнах приводного вала шарнирно установлены расположенные оппозитно друг другу основной и дополнительный выдвижные дебалансы. Причем дополнительный выдвижной дебаланс смонтирован на приводном валу с возможностью перемещения от приводного вала в сторону, противоположную направлению возможного перемещения основного выдвижного дебаланса. Дебалансы снабжены пружинами возврата их в исходное положение. Поскольку усилие настройки пружины возврата основного дебаланса соответствует меньшей частоте вращения приводного вала, он при достижении валом этой частоты вращения перейдет в наиболее удаленное от оси вала положение, сообщая дебалансному вибровозбудителю максимальный статический момент. При дальнейшем увеличении частоты вращения приводного вала статический момент дебалансного вибровозбудителя будет оставаться постоянным, пока частота вращения не достигнет частоты настройки пружины дополнительного дебаланса. При достижении этой частоты вращения приводного вала в положение, наиболее удаленное от его оси, перейдет дополнительный дебаланс. При этом суммарный статический момент инерции дебалансного вибровозбудителя уменьшится. Технический результат: расширение возможностей управления технологическими параметрами возбудителя. 2 ил.

Вибровозбудитель, содержащий установленные на приводном валу основной и дополнительный выдвижные дебалансы, смонтированные на приводном валу с возможностью перемещения от приводного вала противоположно направлению перемещения друг друга, причем основной дебаланс снабжен пружиной его возврата в исходное положение, отличающийся тем, что основной и дополнительный выдвижные дебалансы установлены на приводном валу шарнирно, приводной вал выполнен с кронштейнами, на которых установлены дебалансы, которые выполнены с загнутыми хвостовиками, охватывающими приводной вал с возможностью контакта с ним своей поверхностью, и дополнительный выдвижной дебаланс также снабжен пружиной его возврата в исходное положение, причем статический момент основного дебаланса в положении максимального удаления относительно оси приводного вала больше статического момента дополнительного дебаланса в положении максимального удаления относительно оси приводного вала, а усилие настройки пружины возврата основного дебаланса соответствует центробежной силе, развиваемой основным дебалансом при частоте вращения, меньшей частоты вращения, при которой усилие настройки пружины возврата дополнительного дебаланса соответствует центробежной силе, развиваемой дополнительным дебалансом.