Электродинамический вибратор Советский патент 1983 года по МПК B06B1/04 

2. Вибратор по п. 1, о т л и ч аto щ и и с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, полюс магнитопровода выполнен

в виде трех полюсных наконечников, установленных с возможностью переме-. 1дения относительно керна.

Изобретение относится к вибрацио ной технике, а .именно к испытатель ному оборудованию для проведения ис пытаний различных.изделий на вибропрочность и надежность. Известны электродинамические виб раторы, содержащие магнитопровод с обмоткой подмагничивания и подвижную систему, размещеннуй в воздушном зазоре магнитопровода посред твом подвески в виде блока кольцевых мембран и подключенную к задающему генератору 1 . Недостатком таких вибраторов является малая жесткость подвески про тив бокойых колебаний.подвижной системы, посколькублок кольцевых мембран должен обладать малой жесткостью в осевом направлении, сохраняющей свое значение на всех амплитудах осевого перемещения подвижной системы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электродинамический вибратор, содер жащий магнитопровод, состоящий из основания, керна и полюса, обмотку подмагничивания, звуковую катушку с каркасом, установленную в воздушном зазоре магнитопровода, соединен ную с датчиком положения, подключен ным к блоку формирования управляюще го сигнала, потенциометр, усилитель .Однако система центрирования такого вибратора сложна, громоздка,, требует дополнительного источника энергии и снижает свою жесткость в процессе эксплуатации вследствие износа подшипников скольжения. Кром того, система центрирования не позволяет устранить.крутильные колебаНИН, обусловленные винтовым исполне нием звуковой катушки подвижной системы, а также использовать различные по амперйиткам и толщине каркаса подвижные системы , что часто необходимо при изменении объектов испытаний. Цель изобретения - повышение точ ности воспроизведения колебаний и упрощение конструкции, а также расширение эксплуатационных возможностей. Это достигается -тем, что в элект родинамическом вибраторе, содержащем магнитопровод, состоящий из основания, керна и полюса, обмотки подмагничивания, звуковую катушку с каркасом, установленную в воздушном зазоре магнитопровода, соединенную с датчиком положения, подключенным к блоку формирования управляющего сигнала, соединенному с входом авуковой катушки, .керн магнитопровода .выполнен в BHJe трехгранной призмы, каркас подвижной системы - в виде трехграиной рамки, состоящей из трех жестко скрепленных между собой и электрически изолированных пластин, причем две внутренние поверхности рамки притерты к соответствующим граням керна через Прослойку смазки. Кроме того, полюс магнитопровода выполнен в виде трех полюсных наконечников, установленных с возможностью перемещения относительно кер-. на. . На фиг. 1 изображен электродинамический вибратор в плане; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 конструкция пластины каркаса. Вибратор состоит из магнитопровода, включающего основание 1, трехгранный керн 2 и полюс, выполненный в виде полюсных наконечников 3-5. Три катушки 6-8 постоянного тока образуют систему подмагничивания. Подвижная система состоит из трехгранного каркаса 9 и звуковой катушки 10. Две грани каркаса 9 притерты к соответствующим граням керна 2 через прослойку смазки. Каркас 9 . подвижной системы соединен с датчиком положения 11, сигнал с которого через усилитель 12 поступает на вход звуковой катушки 10. Усилитель 12 может выполняться с регулируемым коэффициентом усиления. Вибратор оснащен блоком формирования управляющего сигнала, состоящего из эадаквдего генератора 13 и усилителя мощности 14. Полюсные наконечники 3-5 могут быть выполнены подвижными, т.е. иметь возможность радиального смещения относительно керна 2/ а вибратор может быть оснащен комплектом подвижных систем, отличакицихся ампервитками звуковой катушки 10 и толщиной каркаса 9. 9 вы полней из трех пластин 15, жестко скрепленных и электрически изолиро- , ваиных. Все стык&вочные поверхности

пластин должны быть изоляционными (глубокое анодкрование или слой клея). С целью исключения различных перекосов сборка каркаса проводится совместно с керн.ом. Две пластины притиргиотся через слой смазки к керну, после этого вся конструкция каркаса жестко скрепляется крепежными элементами 16-18 при наличии между ними и корпусом каркаса изолИ рующих втулок. Для предотвращения удара подвижной системы об основа- ; ние 1 магнитопровода в вибраторе установлены резиновые упоры 19.

Вибратор работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на обмотки катушек 6-8 в магнитопроводе.появляется постоянный магнитный поток Ф . При последующем включении датчика положения 11, :подключенного последовательно через усилитель 12 к звуковой катушке 10 подвижная система поднимается нф ; необходимую высоту и занимает среднее положение относительно полюса Включение в работу генератора IS и усилителя мощности 12 возбуждает колебания звуковой катушки на Заданной частоте, а регулирование кЬэффициента усиления усилителя 1 позволяет получить на этой частоте требуемую амплитуду.

Легкость скольжения каркаса вдоЛь керна по притертым и смазанным поверхностям позволяет исключить проявление сил трения и компенсировать боковые и крутильные составляющие колебаний за счет выполнения каркаса и керна в виде трехгранника. Значительные силы адгезии (притяжения) между притертыми поверхностями, разделенными прослойкой смазки, позволяет прижать каркас к керну по двум поверхностям. Воздушный зазор между третьими поверхностями используется, как компенсатор погрешностей изготовления и температурных погрешностей. Ширина воздугпного зазора магнитопровода везде одинакова и равна cУ. Но если Б зазоре с притертыми поверхностями сЛ t + jr, где t -. толщина каркаса, j - односторонний зазор, то в случае зазора с непритертыми поверхностями. сГ t +ot+fb, где ot-и (Ъ - зазоры между наружной и, соответственно, внутренней гранями каркаса подвижной системы и магнитопровода.

В зависимости от инерционных свойств объекта испытания, который может крепиться или к столу (не показан), или непосредственно к каркасу, необходимого диапазона частот

испытания и величины требуемых перегрузок выбирается звуковая катушка из имеющегося комплекта, отличающаяся количеством ампервитков, что определяет развиваемую вибратором . выталкивающую силу и толщину каркаса. а также жесткость подвижной системы и, как следствие, высокочастотные резонансы вибратора. Увеличение массы испытуемого объекта требует увеличения ампервитков. Для

5 смены подвижных систем необходимо лишь отключить гибкие токопроводы питания звуковой катушки.

Изготовление каркаса из трех пластин существенно повышает технологичность вибратора и точность воспроизведения колебаний за счет устранения вихревых токов, наводимых в каркасе.

Испытания электродинамического

5 вибратора показали,.что в рабочем диапазоне частот 10-5000 Гц коэффициент нелинейных искажений не пре-. вышает 5%, а боковые составляющие колебаний подвижной системы - 1%.

0 Крутильные колебания не обнаружены. Применение комплекта сменных подвижных систем путем регулировки воздушного зазора магнитопровода (2,5-7 мм) позволяет значительно расширить экс., плуатационные характеристики вибратс ра при условиях наиболее экономичны; затрат потребляемой мощности.