ПЛАНЕТАРНЫЙ ВИБРАТОР НАПРАВЛЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 2024 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для получения направленных механических колебаний.

Известны способ получения направленных механических колебаний и устройство для его осуществления (патент RU на изобретение № 2381078, В06В 1/00, опубл. 10.02.2010, бюл. № 4). Устройство для получения стабильно направленных механических колебаний выполнено в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, содержащего корпус с коронной шестерней (опорным центральным колесом внутреннего зацепления), водило и сателлит с закрепленным на нем инерционным элементом (дебалансом), а также находящиеся во взаимном контакте ролики и беговые дорожки, диаметры которых равны диаметрам делительных окружностей, соответственно соединенных с ними сателлита и коронной шестерни.

Недостатком известного устройства является сложность изменения направления колебаний ввиду необходимости частичной его разборки для поворота венца коронного колеса и сателлита внутри корпуса вибратора, кроме того, изменение формы направленных колебаний возможно произвести только после полной разборки устройства путем замены коронной шестерни, роликов и беговых дорожек с другим соотношением диаметров.

Известен одновальный планетарный вибратор направленных колебаний (патент RU на изобретение № 2515 336, В06В 1/00, опубл. 10.05.2014, бюл. № 13), принятый за прототип, выполненный в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, содержащий цилиндрический корпус с крышками (торцевые крышки), коронную шестерню (колесо внутреннего зацепления), водило и сателлит с закрепленным на нем инерционным элементом (дебалансом), а также находящиеся во взаимном контакте ролики и беговые дорожки, диаметры которых равны диаметрам делительных окружностей, соответственно соединенных с ними сателлита и коронной шестерни. Коронная шестерня, водило и сателлит с закрепленным на нем инерционным элементом, а также находящиеся во взаимном контакте ролики и беговые дорожки выполнены в виде «кассеты», установленной в корпусе, причем «кассета» имеет возможность поворота относительно корпуса вокруг оси, совпадающей с осью коронной шестерни и соединенной с ней беговой дорожки с помощью поворотного элемента и фиксации в корпусе с помощью стопора.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: выполненный в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, с крышками цилиндрический корпус, внутри которого расположена с возможностью поворота корпуса вокруг оси и стопорения фиксаторами кассета с зубчатыми коронными шестернями и беговыми дорожками.

Недостатком вибратора является то, что вибрационный механизм расположен в виде П-образной конструкции по отношению к основной продольной оси цилиндрического корпуса и оси приводного вала. В силу такого конструктивного решения прототипа, имеется асимметрия пускового момента, так как окружное усилие действует на расстоянии радиуса зубчатой коронной шестерни. Кроме этого, на величину пускового момента затрачивается дополнительная мощность на преодоление трения покоя при пуске. В сумме необходимо существенно повышать пусковую мощность привода. В результате в момент пуска планетарного вибратора с направленными колебаниями в работу происходят толчки в конструкции сателлита. Поэтому, для обеспечения устойчивой работы вибратора и повышения его эффективности и надёжности необходимо решить проблему снижения величины пускового момента и обеспечить синхронизацию работы звеньев кинематической цепи во время пуска.

Изобретение направлено на увеличение надёжности и эффективности планетарного вибратора направленных колебаний и повышение стабильности его работы за счет снижения пусковых моментов.

Это достигается тем, что планетарный вибратор направленных колебаний, выполненный в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, включает с крышками цилиндрический корпус, внутри которого расположена с возможностью поворота корпуса вокруг оси и стопорения фиксаторами кассета с зубчатыми коронными шестернями и беговыми дорожками. В предложенном решении внутри кассеты расположена кинематически жёсткая рама, включающая последовательно соединённые в подшипниковых опорных узлах дебалансный вал, вал уравновешивания пусковых нагрузок, водила. Водила выполнены в виде двуплечих рычагов со сторонами меньшей и большей длины на концах, в которых, по меньшим сторонам установлен дебалансный вал, а по большим, вал уравновешивания пусковых нагрузок, с зубчатыми колёсами синхронизации, находящимися в зацеплении с коронными шестернями в плоскости сателлитов. При этом одно водило связано неразъёмным соединением с приводным валом, который установлен в подшипниковом узле торцевой крышки, и приводом. Другое водило связано неразъёмным соединением с валом, установленным в подшипниковом узле другой торцевой крышки. На цилиндрическом корпусе закреплены поворотное устройство и фиксаторы.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена схема планетарного вибратора направленных колебаний.

Планетарный вибратор направленных колебаний, выполненный в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, включает цилиндрический корпус 1 с торцевыми крышками 2 и 3, имеющими общую продольную осью 4. Внутри цилиндрического корпуса 1 расположена кассета 5 с продольной осью 6, которая совпадает с общей продольной осью 4. Поперечное сечение 7 в средней части кассеты 5 проходит через ось симметрии 8 кассеты 5. На внутренней поверхности кассеты 5 на равном расстоянии от оси симметрии 8 закреплены зубчатые коронные шестерни 9 и 10 и далее, в сторону к оси симметрии 8, беговые дорожки 11 и 12.

Внутри кассеты 5 расположена кинематически жёсткая рама 13, включающая последовательно соединённые в подшипниковых опорных узлах 14, 15, 16, 17 дебалансный вал 18, вал уравновешивания пусковых нагрузок 19, водило 20 и водило 21. Водила 20 и 21 с подшипниковыми опорными узлами 14, 17 и 15, 16, соответственно, выполнены в виде двуплечих рычагов со сторонами меньшей и большей длины. На концах двуплечих рычагов водил 20 и 21 по меньшим сторонам с подшипниковыми опорными узлами 14 и 15 установлен дебалансный вал 18, а по большим сторонам с опорными подшипниковыми узлами 16 и 17, установлен вал уравновешивания пусковых нагрузок 19.

Закреплённые на дебалансном валу 18 детали образуют вибрационный механизм 22, в который входят: сателлит 23, опорный ролик 24, дебаланс 25, опорный ролик 26 и сателлит 27. На валу уравновешивания пусковых нагрузок 19, закреплены зубчатые колёса синхронизации 28 и 29, находящиеся в зацеплении с зубчатыми коронными шестернями 9 и 10, в плоскости сателлитов 23, 27 соответственно. Двуплечий рычаг водила 20 связан неразъёмным соединением с приводным валом 30, который установлен в подшипниковом узле торцевой крышки 2, и приводом, условно не показан. Двуплечий рычаг водила 21 связан неразъёмным соединением с валом 31, установленным в подшипниковом узле торцевой крышки 3. Для периодического обеспечения изменения формы колебаний и направления действия вынуждающей силы дебаланса 25 служит поворотное устройство 32, закрепленное на кассете 5, и фиксаторы 33, закрепленные на цилиндрическом корпусе 1. При этом кассета 5 расположена с возможностью поворота относительно корпуса 1 вокруг оси 4 и стопорения фиксаторами 33.

Планетарный вибратор направленных колебаний работает следующим образом. Перед началом работы кассета 5 в цилиндрическом корпусе 1 при ослабленных фиксаторах 33 посредством поворотного устройства 32 устанавливается в необходимое положение, обеспечивающее требуемое направление действия вынуждающей силы и формы колебаний с последующей затяжкой фиксаторов 33. Работа осуществляется от привода, например, от электродвигателя, условно не показан.

При вращении приводного вала 30, установленного в торцевой крышке 2, с угловой скоростью (ω) начинает вращаться водило 20, выполненное в виде двуплечего рычага, вокруг общей продольной оси 4 и совпадающей с ней продольной осью 6 кассеты 5. Водило 20, выполненное в виде двуплечего рычага охватывая подшипниковые опорные узлы 14 и 17 передаёт вращающий момент на кинематически жёсткую раму 13, дебалансный вал 18, вибрационный механизм 22, подшипниковые опорные узлы 15 и 16, водило 21 и вал 31, установленный в подшипниковом узле торцевой крышки 3. Одновременно с вращением кинематически жёсткой рамы 13 начинается обкатывание сателлитов 23, 27 и зубчатых колёс синхронизации 28, 29 по зубчатым коронным шестерням 9 и 10, и обкатывание опорных роликов 24 и 26 по беговым дорожкам 11 и 12. Одновременно с вращением приводного вала 30 и водила 20 начинается вращение дебалансного вала 18 и вала уравновешивания пусковых нагрузок 19 вокруг продольной оси 6 кассеты 5. Вибрационный модуль 22 на дебалансном валу 18, включая дебаланс 25, совершают движение вокруг продольной оси 6, и вокруг оси дебалансного вала 18. При этом, центр массы (ц.м. (1)) дебаланса 25, находясь в плоскости поперечного сечения 7, совершает всегда направленное движение вдоль оси симметрии 8 от точки (ц. м. (1)) до точки (ц.м. (2)) и обратно, через точку 0. При движении центра массы дебаланса 25 вдоль прямой линии возникает вынуждающая сила, направленная вдоль диаметра коронной шестерни 9 и 10, генерируя, при этом, направленные колебания.

Направление действия вынуждающей силы при работе планетарного вибратора направленных колебаний всегда осуществляется вдоль диаметра делительной окружности зубчатой коронной шестерни 9 и 10. Вынуждающая сила, создаваемая дебалансом 25, передаётся через опорные ролики 24 и 26 на беговые дорожки 11 и 12, исключая при этом возникновение радиального усилия в зубчатом зацеплении сателлита и коронной шестерни, а наличие дополнительных зубчатых колёс синхронизации 28 и 29 позволяет сделать пусковой момент симметричным со значительным снижением его пусковой величины.

Из вышеперечисленного следует, что использование изобретения приводит к увеличению надёжности и эффективности планетарного вибратора направленных колебаний и повышению стабильности его работы за счет снижения пусковых моментов.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для получения направленных механических колебаний. Планетарный вибратор направленных колебаний выполнен в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, включает цилиндрический корпус 1 с крышками 2, 3, внутри которого расположена с возможностью поворота корпуса вокруг оси 4 и стопорения фиксаторами 33 кассета 5 с зубчатыми коронными шестернями 9, 10 и беговыми дорожками 11, 12. В предложенном решении внутри кассеты 5 расположена кинематически жёсткая рама 13, включающая последовательно соединённые в подшипниковых опорных узлах 14, 15, 16, 17 дебалансный вал 18, вал уравновешивания пусковых нагрузок 19, водила 20, 21. Водила 20, 21 выполнены в виде двуплечих рычагов со сторонами меньшей и большей длины на концах, в которых по меньшим сторонам 14, 15 установлен дебалансный вал 18, а по большим 16, 17, вал уравновешивания пусковых нагрузок 19, с зубчатыми колёсами синхронизации 28, 29, находящимися в зацеплении с коронными шестернями 9, 10 в плоскости сателлитов 23, 27. При этом одно водило 20 связано неразъёмным соединением с приводным валом 30, который установлен в подшипниковом узле торцевой крышки 2, и приводом. Другое водило 21 связано неразъёмным соединением с валом 31, установленным в подшипниковом узле другой торцевой крышки 3. На цилиндрическом корпусе закреплены поворотное устройство 32 и фиксаторы 33. Технический результат заключается в увеличении надёжности и эффективности планетарного вибратора направленных колебаний и повышении стабильности его работы за счет снижения пусковых моментов. 1 ил.

Планетарный вибратор направленных колебаний, выполненный в виде зубчато-планетарного вибровозбудителя, включающий с крышками цилиндрический корпус, внутри которого расположена с возможностью поворота корпуса вокруг оси и стопорения фиксаторами кассета с зубчатыми коронными шестернями и беговыми дорожками, отличающийся тем, что внутри кассеты расположена кинематически жёсткая рама, включающая последовательно соединённые в подшипниковых опорных узлах дебалансный вал, вал уравновешивания пусковых нагрузок, водила, выполненные в виде двуплечих рычагов со сторонами меньшей и большей длины на концах, в которых по меньшим сторонам установлен дебалансный вал, а по большим - вал уравновешивания пусковых нагрузок с зубчатыми колёсами синхронизации, находящимися в зацеплении с коронными шестернями в плоскости сателлитов, при этом одно водило связано неразъёмным соединением с приводным валом, который установлен в подшипниковом узле торцевой крышки, и приводом, другое водило связано неразъёмным соединением с валом, установленным в подшипниковом узле другой торцевой крышки, на цилиндрическом корпусе закреплены поворотное устройство и фиксаторы.