РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭКСЦЕНТРИКОВЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ Российский патент 2004 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к эксцентриковым устройствам с регулированием амплитуды вынуждающей силы, и может быть использовано в качестве мощного возбудителя источника вибросейсмических колебаний (вибросейсмоисточника).

Известен вибровозбудитель с регулируемой величиной статического момента дебаланса и, соответственно, амплитуды колебаний, содержащий корпус и дебаланс, снабженный каналом, в котором размещена пружина, взаимодействующая с упором и втулкой, оснащенными регулировочными винтами [1].

Недостатком такого вибровозбудителя является низкая надежность работы из-за больших нагрузок на механизм привода перемещения дебаланса.

Прототипом наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулируемый низкочастотный вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах полый приводной вал, связанный с ним дебаланс в средней части вала с парой пазов и механизм радиального перемещения дебаланса с приводом, снабженный тягой, расположенной в полости вала, один конец которой связан с возможностью перемещения с дебалансом, второй с приводом [2].

Недостатком этого вибровозбудителя являются также низкая надежность из-за поперечных изгибов тяги и передачи радиального центробежного усилия от дебаланса на приводной вал через промежуточные конструктивные элементы.

Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции вибровозбудителя.

Указанная задача достигается тем, что в регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах приводной вал, введены инертная масса, эксцентрик с направляющими и, по меньшей мере, один гидроцилиндр с гибким трубопроводом с последовательно включенными регулируемым по расходу жидкости дросселем и обратным клапаном, силовой подшипник с тягой-толкателем и скалкой, причем эксцентрик уставлен в средней части приводного вала с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно оси вала и выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром, большим диаметра приводного вала на величину максимального эксцентриситета, в валу (или вне вала с его боков) внутри (или вне трубы) эксцентрика запрессован перпендикулярно оси вала гидроцилиндр, шток которого связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика, обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом, на внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешнее кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя.

На фиг.1 дан поперечный разрез вибровозбудителя с максимальной величиной эксцентриситета эксцентрика и, по крайней мере, одним гидроцилиндром; на фиг.2 - разрез вибровозбудителя при минимальной величине эксцентриситета эксцентрика.

Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель (фиг.1) содержит установленный на подшипниковых опорах 1 приводной вал 2 с осью вращения 3 с установленным с возможностью перемещения эксцентриком 4 с осью вращения 5 в средней части вала, связанным через силовой подшипник 6 с инертной массой 7 тягой-толкателем 8 со скалкой 9, а эксцентрик 4 выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром 10, большим диаметра 11 приводного вала 2 на величину максимального эксцентриситета, а в средней части внутри эксцентрика 4 выполнен шток 12 с поршнем 13, расположенным внутри гидроцилиндра 14 запрессованного перпендикулярно оси приводного вала 2 на внешнюю часть эксцентрика 4, на среднюю его часть напрессовано внутреннее кольцо 15 силового подшипника 6 возбудителя, а внешнее кольцо 16 указанного подшипника 6 через тягу-толкатель 8 и скалку 9 связано с инертной массой 7, обе полости гидроцилиндра - верхняя 17 и нижняя 18 - заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях трубопроводом 19 с регулируемым по расходу дросселем 20 и обратным клапаном 21, нижняя часть гидроцилиндра 18 снабжена быстроразъемным соединением с обратными клапанами 22, а кроме того, эксцентрик снабжен направляющими 23, 24 в приводном валу 2 и скрепленными с эксцентриком 4.

На фиг.1 представлен вибровозбудитель при максимальной величине эксцентриситета 25 (δ max) эксцентрика, на фиг.2 представлен возбудитель при минимальной величине эксцентриситета 26 (δ min).

Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель работает следующим образом: при вращении приводного вала 2 в подшипниковых опорах 1 вместе с ним вращается запрессованный в него гидроцилиндр 14, который через поршень 13 и шток 12 увлекает за собой трубчатый эксцентрик 4. Перед началом пуска через быстроразъемное соединение 22 в верхнюю 17 и нижнюю 18 полости гидроцилиндра 14 нагнетается жидкость. При этом эксцентрик 4 занимает положение с максимальным значением эксцентриситета 25 (δ max) - фиг.1. Вал 2 раскручивается до минимальной расчетной скорости вращения и на эксцентрик 4 начинает прикладываться усилие в соответствии с выражением F=mδω², где

F - амплитуда создаваемого вибровозбудителем усилия (Н),

m - масса инертной массы 7 (кг),

ω - круговая частота вращения приводного вала и, соответственно, частота создаваемых колебаний (^рад/_сек),

δ - величина эксцентриситета эксцентрика (м).

Величина ω min задается режимом работы вибровозбудителя, а величина 25 (δ max) рассчитывается исходя из требуемого значения вынуждающей силы F и величины инертной массы m при минимальной заданной частоте создаваемых вибраций.

Под действием созданной силы F она через шток 12 и поршень 13 при вращении прикладывается к жидкости нижней полости 18 гидроцилиндра 14 и жидкость, под действием созданного давления в полости 18, через гибкий трубопровод 19 с дросселем 20 и обратный клапан 21 дозированно перетекает в верхнюю полость 17 гидроцилиндра 14. Величина эксцентриситета эксцентрика 4 в результате уменьшается. В течение второго полупериода созданного колебания усилие возбудителя также действует через шток 12, поршень 13 на эту же полость 18 цилиндра, и жидкость вновь через обратный клапан 21 перетекает в нижнюю полость 17 гидроцилиндра 14. Чтобы создавать постоянную по величине силу, действующую в результате реакции, от инертной массы 7 на подшипниковые опоры 1 и далее на излучающую платформу (на фиг.1, 2 не показанную), скорость вращения приводного вала непрерывно увеличивают и далее при увеличении частоты вибрации согласовывают частоту вращения и величину эксцентриситета эксцентрика. Этот процесс замыкают по времени, или по величине эксцентриситета эксцентрика, или непосредственно по амплитуде создаваемых усилий колебаний. При максимальной частоте колебаний получают минимальное расчетное значение эксцентриситета 26 (δ min) эксцентрика - фиг.2.

Создаваемые усилия колебаний передаются через подшипниковые опоры 1 на излучающую платформу, а далее либо на вибростол, либо непосредственно на грунт, если вибровозбудитель работает в составе мощного вибросейсмоисточника при геофизических исследованиях Земли или при разведке рудных и нефтяных полезных ископаемых. При этом выполняется задача по повышению надежности и упрощению конструкции регулируемого вибровозбудителя, так как операция регулирования величины эксцентриситета эксцентрика “на ходу” выполняется только одним или несколькими гидроцилиндрами без использования дополнительных сложных по конструкции и низких по надежности приводов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №232075, кл. В 06 В 1/16, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР №113766, кл. В 06 В 1/16, 1957 - (прототип).

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам возбудителей низкочастотных колебаний. Технический результат - повышение надежности вибровозбудителя за счет упрощения его конструкции. Для достижения данного результата внутри вала или вне вала запрессован перпендикулярно его оси гидроцилиндр. Шток гидроцилиндра связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика. Обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом. На внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешне кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя. 2 ил.

Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах приводной вал, отличающийся тем, что в него введены инертная масса, эксцентрик с направляющими и, по меньшей мере, одним гидроцилиндром с гибким трубопроводом с последовательно включенными регулируемым по расходу жидкости дросселем и обратным клапаном, силовой подшипник с тягой-толкателем и скалкой, причем эксцентрик установлен в средней части приводного вала с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно оси вала и выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром, большим диаметра приводного вала на величину максимального эксцентриситета, внутри вала или вне вала запрессован перпендикулярно оси вала гидроцилиндр, шток которого связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика, обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом, на внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешне кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя.