Гидравлический генератор колебаний Советский патент 1984 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к гидравлическим устройствам для создания колебаний потока жидкости, и может быть использовано в качестве привода рабочих органов вибромашин, например, виброплощадок с бигармоническим вибрационным воздействием на бетонную смесь.

Известен гидравлический вибровозбудитель, содержащий гидроцилиндр и эксцентриковый механизм, выполненный в виде вращающейся обоймы с волнистой внутренней поверхностью и неподвижного корпуса с подпружиненными порщнями и установленными в них щариками причем подпорщневые пространства сообщены с полостями рабочего гидроцилиндра, а вал обоймы установлен в эксцентриковой втулке, имеющей возможность поворачиваться вокруг своей оси I.

Недостатками вибровозбудителя являются невозможность регулирования амплитуды высокочастотной составляющей, величина которой определяется высотой выступов на волнистой поверхности обоймы, невозможность независимого изменения частот составляющих колебаний и сдвига фаз между составляющими, так как низкая частота определяется частотой вращения вала, а высокая - числом выступов на волнистой поверхности обоймы.

Кроме того, недостатком является утечка рабочей жидкости через технологические зазоры.

F-Iaибoлee близким к изобретению является гидравлический генератор колебаний, содержащий корпус, два соосных вала, размещенные на них приводы, связанные с ними плунжерные пары и механизм регулирования амплитуды колебаний, выполненный в виде шлицевой муфты и узла ее перемещения 2.

Недостатком известного генератора яв аяется невозможность создания бигармонических колебаний с регулируемыми параметрами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей генератора.

Цель, достигается тем, что гидравлический генератор колебаний, содержащий корпус, два вала, размещенные на них приводы, связанные с ними плунжерные пары и механизм регулирования амплитуды колебаний, выполненный в виде шлицевой .муфты и узла ее перемещения, снабжен размещенными в корпусе пластинами, взаимодействующими с ними и с плунжерными парами эластичными оболочками, дополнительными приводами, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с плунжерной парой, пара приводов раз.мещена на одном валу, валы установлены параллельно друг другу, вариатором, связанным с валами, и соединенным с одним из валов гидроцилиндром с установленной в штоковой полости прижиной.

На фиг. 1 схематически показан предлагаемый генератор; на фиг. 2 - эластичные оболочки в сечении при различной величине их предварительного поджатия.

Г11дравлический генератор колебаний содержит корпус 1, низкочастотный 2 и высокочастотный 3 валы, установленные на них привод 4, плунжерные пары 5 и б, подвижные пластины 7, помещенные в направляющих стенках корпуса 1, каждая из которых имеет скользящий контакт с регулировочным винтом 8, связанным со штурвалом 9 и установленным в корпусе 1. В подплунжерных пространствах между плунжерными,парами 5 и 6 и пластинами 7 разMeuieHbi эластичные оболочки 10 и 11, сообщенные с гидролиниями 12. Вал 2 связан с входным валом 13 вариатора 14 угловых скоростей. Выходной вал 15 жестко соединен с корпусом гидроцилиндра 16, в штоковой 1ТОЛОСТИ которого установлена пружина 17. Поршень гидроцилиндра 16 посажен на шток 18 с нарезанными посредине винто5 выми шлицами, которые сопряжены с винтовыми шлицами, выполненны.ми в крышке 19 гидроцилиндра 16 и образующими винтовую часть 20 шлицевой муфты. На конце . штока 18 нарезаны прямолинейные шлицы, сопряженные со шлицами высокочастотного эксцентрикового вала 3 и образующие прямолинейную часть 21 шлицевой муфты.

.На наружную поверхность гидроцилиндра 16 свободно посажено кольцо 22 с радиальной проточкой 23 и штуцером 24, а в

5 корпусе гидроцилиндра 16 напротив проточки 23 просверлено отверстие 25. Безштоковая полость гидроцилиндра 16, заполненная жидкостью, сообщена с управляющим устройством (не показано). Механизм регулирования амплитуды колебаний вклю чает оболочки 10 и 11, пластины 7, регулировочный винт 8 и гидроцилиндр 16.

Гидравлический генератор в режиме бигармонических колебаний работает следующим образом.

5При вращении эксцентрикового вала 2

с угловой скоростьюи)„ плунжерные пары 5 совершают возвратно-поступательное дв жение, попеременно сжимая эластичные оболочки 10, изменяя форму их сечения и создавая гармонический пульсирующий по0 ,ток жидкости в гидролиниях 12 с частотой Д|.

Вращение вала 2 передается входному валу 13 и через вариатор 14 - на выходной вал 15 и на гидроцилиндр 16 с угловой скоростьюlA B , определяемой передаточным отнощением вариатора 14. В бесштоковой полости гидроцилиндра 16 жидкость отсутствует. Вращение гидроцилиндра 16 передается через винтовую часть 20 и прямолинейную часть 21 шлицевой муфты высокочастотному эксцентриковому валу 3, который приводит плунжерные пары 6 в возвратно-поступательное движение, попеременно сжимая эластичные оболочки 11 и создавая гармонический пульсирующий поток в гидролиниях 12 с частотой1А р, где потоки суммируются в бигармоннческий пульсирующий поток, подающийся в исполнительный механизм (не показан).

Регулирование частоты н низщей гармоники осуществляется изменением угловой скорости (Jt} вала 2. Регулирование частоты и высщей гармоники осуществляется изменением передаточного отнощения в вариаторе 14.

Регулирование сдвига фаз между низщей и высщей гармониками осуществляется следующим образом.

Управляющее устройство подает жидкость через щтуцер 24, проточку 23, кольцо 22 и отверстие 25 в безщтоковую полость гидроцилиндра 16, порщень и щток перемещаются влево и поворачиваются в винтовой части 20 щлицевой муфты, вызывая поворот высокочастотного эксцентрикового вала 3 на некоторый угол; на этот же угол высщая гармоника сдвигается относительно низщей. Величина угла сдвига фаз определяется объемом жидкости, поданной в бесщтоковую полость, и углом наклона винтовых щлицов.-Осевое перемещение щтока 18 компенсируется в прямолинейной части 21 щлицевой муфты и валу 3 не передается. При необходимости уменьщения угла сдвига фаз жидкость из бесщтоковой полости убирается управляющим устройством, и пружина 17 перемещает поршень и щток вправо, которые, поворачиваясь в обратном направлении, уменьшают угол сдвига фаз.

Регулирование амплитуды колебаний пульсирующего потока жидкости происходит следующим образом.

При вращении щтурвала 9 регулировоч5 ный винт 8 перемещает пластину 7 внаправляющих стенках корпуса I на некоторую величину & , изменяющую предварительное поджатие, например, эластичных оболочек 10. При этом плунжерные пары 5, совершая возвратно-поступательное движение, попеременно сжимают эластичные оболочки 10, изменяя форму их сечения.

При работе гидравлического генератора колебаний в моногармоническом режиме эксцентриковые валы вращаются с одинако5 выми угловыми скоростями, для чего в зацепление вводятся щестерни вариатора 14 с передаточным отнощением, равным 1. Регулирование амплитуды моногармонических колебаний осуществляется изменением величины предварительного поджатия оболочек 10 и 11 и изменением угла сдвига фаз между эксцентриковыми валами 2 и 3 при помощи гидроцилиндра 16.

Такое выполнение гидравлического гене5 ратора колебаний существенно повыщает его эффективность и расщиряет функциональные возможности. Эластичные оболочки, используемые в качестве рабочих элементов, позволяют устранить утечки рабочей жидкости, повысить точность регулировки амплитуд и заменить дроссельное регулирование, обладающее рядом серьезных недостатков. Использование гидроцилиндра в качестве органа регулировки сдвига фаз повышает точность регулировки и обеспес чивает возможность применения генератора совместно с автоматическим устройством управления, найример, в процессе формования железобетонных изделий.

1СЭ

//

Ф(г.2

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ FEHEF.AТОР КОЛЕБАНИЙ, содержащий корпус, два вала, размещенные на них привехчы, связанные с ними плунжерные пары и ме.ханизм регулирования амплитуды колебаний, выполненный в виде шлицевой муфты и узла ее пере.мещения. отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора, он снабжен размещенными в корпусе пластинами, взаимодействующими с ними и с плунжерны.ми парами эластичными оболочками, дополнитсль. ными приводами, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с плунжерной парой, пара приводов разме щена на одном валу, валы установлены параллельно другу, вариатором, свяi занным с валами, и соединенным с одним из валов гидроцилиндром с установленной (Л в щтоковой полости пружиной.