Вибрационный гидравлический станок Советский патент 1987 года по МПК B06B1/18 

Изобретение отнсзсится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется виброабразивная виброударная отделочная и упрочняющая обработка деталей, а также в качестве вибрационного стенда для испытаний машин и механизмов.

Цель изобретения - снижение энер-. гетических затрат путем настройки сие темы на резонанс и повышение произ- водительност 1 путем распределения диапазона регулирования амплитуды колебаний.

На фиг. 1 изображен станок, общий ВИД; на фиг. 2 - график баланса гидравлических объемов механизмов в векторной форме , на фиг. 3 - амплитудно- частотный годограф сложения гидравлических объемов при резонансном режиме на фиг..4 - амплитудно-частотная

W

геи

W. S in СО t.

объемов Б векторной форме распреде ляется следующим образом:

W

ген

W

и,«л

+ W

per

+ W,

30

где . объем жидкости, поступа щий на долю исполнитель ного механизма, представ ляющего собой гидроцилин

характеристика станка. Станок содержит генератор 1 колебаний, связанный с ним исполнительный 25 пульсирующий объем или баланс механизм 2 и колебательный контур, включающий плунжеры 3, маятниковый рычаг 4 с грузом 5, ползун 6, пру-г-. жины 7, винт 8, упоры 9 и ось. 10 качания, имеющую возможность изменения ее-положения. Упоры 9 винтовыми механизмами можно перемещать вдоль оси, изменяя объемы полостей плунжеров 3 и управляя характеристиками колебательного контура. Полости плунжеров 3 соединены с исполнительным механизмом 2.

Станок работает следующим образом.

При включении генератора 1 колебаний исполнительный механизм 2 и плунжеры 3 совершают возвратно-поступательное движение. Плунжеры 3 толкают маятниковый рычаг 4 с грузом 5, заставляя его качаться относительно оси 10. Собственная частота со колебательного контура определяется по формуле

35

40

W

цил

где Р„ А W

.per.

У.- А,

площадь гидроцилиндра;, амплитуда колебаний гидро цилиндр а-,

объем жидкости, поступающий на долю регулятора, т на перемещение плунжеров

45

Wper

fn 5

где fn n Ы.

площадь плунжера-, длина хода (амплитуда коле баний плунжера); объем, идущий на упругую деформацию жидкости.

т.,

жин 7 и жесткостью гидравлической пружины; приведенная масса подвижных частей маятникового рычага 4, груза 5 и плунжеров 3. Перемещением при помощи винта 8 оси 10 качания изменяется величина

Г2

O

отношения п

а значит и собствен5

ная частота OD колебательного контура

Можно совсем удалить рычаг 4 с грузом 5, тогда т. равняется массе . плунжеров 3, которая может быть близкой к нулю.

Уравнение баланса объема жидкости, в системе может быть составлено следующим образом.

Генератор 1 подает в систему пульсирующий объем W.,p частотой со и ам плитудой W

6

Чен

W

геи

W. S in СО t.

ирующий объем или

объемов Б векторной форме распределяется следующим образом:

пульсирующий объем или баланс

W

ген

W

и,«л

+ W

per

+

пульсирующий объем

где . объем жидкости, поступающий на долю исполнительного механизма, представляющего собой гидроцилиндрJ

пульсирующий объем или баланс

пульсирующий объем или баланс

W

цил

где Р„ А W

.per.

У.- А,

площадь гидроцилиндра;, амплитуда колебаний гидроцилиндр а-,

объем жидкости, поступающий на долю регулятора, т.е. на перемещение плунжеров 3,

45

Wper

fn 5

где fn n Ы.

W,

0

сжим.

площадь плунжера-, длина хода (амплитуда колебаний плунжера); объем, идущий на упругую деформацию жидкости.

где г - длина плеча отоси 10 до

точки контактаплунжеров с рычагом 4;

R длина плеча отоси 10 до

центра массы рычага с грузом 5,

приведенная жесткость, определяемая жесткостью пру55

Можно принять, что Wj.j,. Графически это выражение изображено в виде векторов (фиг. 2).

Подобная картина векторного суммирования (разложения) объемов будет в том случае, когда собственные частоты исполнительного механизма 2

13150314

На фиг. 4 кривая а соответствует, амплитудно-частотной характеристике станка без колебательного контура, кривая - то же с колебательным контуром, работающим не в резонансе (амплитуда будет меньше на величину т.е. UA), кривые виг соответствуют режимам, когда частоты со, и у, испол Будет наблюдаться явление резонанса нительного механизма 2 не равны его по колебательному контуру. Это приво- О резонансной частоте, а колебатель- дит к увеличению (примерно до 1C раз) ный контур настраивают на собствен оисп. регулятора (Од больше частоты возбуждения со .

Картина резко изменится, если посредством изменения соотношения

г --- изменить собственную частоту

Qoper. И сделать ее равной Q Чрег.

амплитуды колебаний плунжеров 3, и приводит также к фазовому сдвигу (запаздывание на 90°) амплитуды колебаний плунжеров 3 относительно ампли- -5 тудного значения ,,..

Выражение, определяющее, векторный баланс объемов, оставется верным ив этом случае, однако графическое изображение векторов другое (фиг. 3),

Из фиг. 3 видно, что значение амплитуды пульсирующего объема пере- распределяется таким образом, что и на долю исполнительного механизма 2 .(гидроцилиндра) приходится уже гораздо большая составляющая Уц„д , чем на фиг. 2.

Физически эур выражается в том,

.20

25

ную резонансную частоту, которую делают равной со, и (jj .В результате амплцтуда увеличивается на величину ЛА.

Кривая является амплитудно- частотной характеристикой режима, при котором собственная частота колебаний колебательного контура настроена на собственную частоту исполнительного механизма 2. В этом случае имеется многократное увеличение амплитуды колебаний.

Формула изобре ения

Вибрационный гидравлический станок, содержащий генератор колебаний

что плунжеры 3 доходят до своих край- и связанный с ним исполнительный ме- них положений, и колебательньш кон- -30 ханизм, отличающийся тур выдает большую порцию жидкости в исполнительный механизм 2. Эта порция жидкости суммируется с порцией жидкости, подаваемой генератором 1,

тем, что, с целью снижения энергетических затрат и повьшгения производительности, он снабжен колебательным контуром, выполненным в виде ма- 35 ятникового рычага с грузом, установленного с возможностью изменения положения оси качания, и предназначенных для взаимодействия с- маятниковым рычагом двух подпружиненных к нему .плунжеров с регулируемыми объемами их полостей, а последние соединены с исполнительным механизмом ,

и увеличивает амплитуду колебаний исполнительного механизма 2. При работе не в резонансном режиме наоборот из жидкости, подаваемой генератором 1, вычитается порция жидкости, идущая в колебательный контурj а оставшаяся часть обеспечивает получение исполнительным механизмом 2 некоторой амплитуды колебаний А.

Wpee.Wyu/.

иг.2

-5

0

5

ную резонансную частоту, которую делают равной со, и (jj .В результате амплцтуда увеличивается на величину ЛА.

Кривая является амплитудно- частотной характеристикой режима, при котором собственная частота колебаний колебательного контура настроена на собственную частоту исполнительного механизма 2. В этом случае имеется многократное увеличение амплитуды колебаний.

Формула изобре ения

Вибрационный гидравлический станок, содержащий генератор колебаний

и связанный с ним исполнительный ме- ханизм, отличающийся

тем, что, с целью снижения энергетических затрат и повьшгения производительности, он снабжен колебательным контуром, выполненным в виде ма- ятникового рычага с грузом, установленного с возможностью изменения положения оси качания, и предназначенных для взаимодействия с- маятниковым рычагом двух подпружиненных к нему .плунжеров с регулируемыми объемами их полостей, а последние соединены с исполнительным механизмом ,

.

..

юдоп ( допw° Частота, 5

ФигМ

Составитель Н Вартанова Редактор Е.Папп Техред Л.Олийиык Корректор Е.Рошко,

Заказ 2233/4 Тираж 437Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к виброабразивной и виброударной обработке деталей. Целью изобретения является снижение энергетических затрат и по- вьшение производительности. Генератор 1 колебаний связан с исполнительным механизмом 2. Колебательный кон- 1тур включает плунжеры 3, маятниковый рычаг 4 с грузом 5, установленный с возможностью изменения положения оси 10 качания. Упоры 9 винтовыми механизмами можно перемещать вдоль оси, изменяя объемы полостей плунжеров 3 и управляя ха15актеристиками..колебательного контура. При работе в резонансном режиме плунжеры 3 доходят до своих крайних положений, и колебательный контур вьщает большую порцию Ж1здкости в исполнительный механизм 2. Эта порция жидкости суммируется с порцией жидкости, подаваемой генератором 1, и увеличивает амплитуду колебаний исполнительного механизма 2. 4 ил. с & (Л