Вибровозбудитель Советский патент 1988 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной Технике и может найти применение в вибрационных машинах для различных отраслей народного хозяйства.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем накопления энергии при снижении и возвращении ее при повышении скорости вращения дебалансов.

На фиг. 1 изображен вибровозбудитель; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на 1ФИГ. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - Ьхематическое изображение упругого нако- рителя энергии, вариант выполнения. i Вибровозбудитель содержит корпус 1, :размещенные в нем на подшипниках 2 при- водной вал 3 и параллельно расположен- fibie дебалансные валы 4 и 5 с дебаланса- ми 6 и 7, центры масс которых смещены одинаковом направлении относительно осей ращения валов 4 и 5. Приводной.вал 3 свя- ан с дебалансными валами 4 и 5 меха- йизмом неравномерного вращения дебаланс- Иых валов, включающим жестко закреплен- ые на дебалансных валах 4 и 5 круглые зубчатые колеса 8 и 9, находящиеся в за- цеплении с цилиндрической шестерней 10, жестко закрепленной на приводном валу 3. На дебалансных валах 4 и 5 жестко закреплены кривошипы, выполненные в виде эксцентриков 11 и 12, связанные через подшипники 13 и обоймы 14 с упругим накопителем энергии, выполненным, например, в виде пружины 15 сжатия. Эксцентрики 11 и 12 и круглые зубчатые колеса 8 и 9 закреплены на дебалансных валах 4 ,и 5 эксцентрично таким образом, что их геометрические центры располагаются на наименьшем расстоянии один относительно дру- гого на прямых, проходящих через их оси вращения перпендикулярно прямым, проходящим через центры масс дебалансов 6 и. 7 и их оси вращения. При выполнении упругого накопителя энергии в виде пружины растяжения геометрические центры эксцент- риков 11 и 12 должны быть расположены аналогично (как в случае пружины сжатия), но противоположно геометрическим центрам соответствующих зубчатых колес 8 и 9. При выполнении упругого накопителя энер- гии в виде двух пружин 16 и 17 растяжения, закрепленных одними концами на корпусе 1, эксцентрики 11 и 12 закреплены на дебалансных валах 4 и 5 таким образом, что их геометрические центры располагаются в одних плоскостях с центрами масс дебалансов 6 и 7 и по одну сторону от осей вращения дебалансных валов 4 и 5 (фиг. 4).

Вибровозбудитель работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 2) центры масс дебалансов 6 и 7 находятся внизу относительно осей вращения дебалансных валов 4 и 5, зубчатые колеса 8 и 9 имеют

5

0 п с 0 0

5

наибольший мгновенный радиус вращения, в упругом накопителе энергии накоплена энергия, например, в виде потенциальной энергии сжатой пружины. Цилиндрическая шестерня 10 и приводной вал 3 вращаются через клиноременную передачу от двигателя привода (не показан). Цилиндрическая щестер- ня 10 вращает в противоположных направлениях зубчатые колеса 8 и 9, жестко соединенные с дебалансными валами 4 и 5 и эксцентриками И и 12. При вращении зубчатых колес 8 и 9 их мгновенный радиус вращения уменьшается, а скорость вращения возрастает. Одновременно поворачиваются в разные стороны жестко соединенные с зубчатыми колесами 8 и 9 посредством валов 4 и 5 эксцентрики 11 и 12, вследствие чего между направлениями действия сил сжатой пружины 15 и осями вращения эксцентриков 11 и 12 возникают плечи, что создает два противоположно направленных момента, каждый из которых действует на дебалансные валы 4 и 5 в направлении их вращения. При этом потенциальная энергия сжатой пружины 15 превращается в механическую работу по ускорению вращения дебалансных валов 4 и 5 до разворота их на угол 180° от исходного положения, а потребление энергии двигателем привода не возрастает. При повороте на угол 180° от исходного положения мгновенный радиус вращения зубчатых колес 8 и 9 становится наименьшим, а скорость вращения их и связанных с ними через валы 4 и 5 дебалансов 6 и 7 - наибольшей, что обеспечивает наибольшее возмущающее усилие, направленное вверх. Пружина 15 при этом разжата и создает на дебалансных валах 4 и 5 только поперечное усилие, необходимое для силового замыкания эксцентриков 11 и 2. При дальнейшем повороте зубчатых колес 8 и 9 их мгновенный радиус вращения увеличивается, скорость вращения снижается, а разогнанные до наибольшей скорости вращения дебалансы 6 и 7 стремятся по инерции сохранить большую скорость вращения дебалансных валов 4 и 5. Одновременно с зубчатыми колесами 8 и 9 поворачиваются эксцентрики 11 и 12 и между направлением действия сил разжатой пружины 15 и осями вращения эксцентриков 11 и 12 снова возникают плечи, вызывающие сжатие пружины 15. Последняя при сжатии создает два противоположно направленных момента, каждый из которых действует в сторону, противоположную направлению вращения дебалансных валов 4 и 5, и снижает их скорость вращения. Сжимающаяся пружина накапливает энергию до разворота дебалансных валов 4 и 5 в исходное положение, при котором мгновенный радиус вращения зубчатых колес 8 и 9 становится наибольшим, а скорость врашения их и связанных с ними через валы 4 и 5 дебалансов б и 7 - наименьшей, что создает наимень

шее возмущающее усилие, направленное вниз. В исходном положении пружина 15 полностью сжата и создает только поперечные усилия на валы 4 и 5. Так как центры масс дебалансов 6 и 7 смещены в одинаковом направлении относительно их осей вращения, а дебалансные валы 4 и 5 вращаются в противоположные стороны, то горизонтальные составляющие усилий от дебалансов взаимно уравновешиваются, а вертикальные складываются и достигают в исходном положении наименьшего значения, а при повороте дебалансов на 180° - наибольшего.

При дальнейшем вращении приводного вала 3 работа вибровозбудителя происхо- дит аналогичным образом.

Если в качестве упругого накопителя энергии используется пружина растяжения, то в исходном положении эксцентрики 11 и 12 установлены с разворотом на 180° по сравнению с их положением при пружине сжатия, а пружина растяжения полностью растянута. При повороте дебалансных валов 4 и 5 на угол 180° от исходного положения пружина растяжения растянута только на величину, необходимую для сило- вого замыкания эксцентриков. В остальном

0

0 5

работа вибровозбудителя происходит как при пружине сжатия.

Величину жесткости упругого накопителя энергии и эксцентриситет эксцентриков выбирают из условия, что за один полупериод работы вибровозбудителя упругий накопитель энергии накапливал, а за второй возвращал энергию, равную половине энергии, расходуемой на вращение вибровозбудителя.

В связи с накоплением избыточной кинетической энергии при замедлении скорости вращения дебалансов и последующим возвращением ее при увеличении их скорости вращения сни.ч аются пульсации момента на приводном валу, что снижает энергозатраты в двигателе привода.

Формула изобретения

Вибровозбудитель, содержащий корпус, размешенные в нем приводной вал и два параллельно расположенных дебалансных вала и связывающий приводной и дебалансные валы механизм неравномерного вращения дебалансных валов, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, он снабжен кривошипами, каждый из которых жестко закреплен на одном из дебалансных валов, и упругим накопителем энергии, связывающим кривошипы.

Изобретение относится к вибрационной технике и может найти применение в вибрационных машинах для различных отраслей народного хозяйства. Целью изобретения является снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем накопления энергии при снижении и возвращении ее при повышении скорости вращения дебалансов. Вибровозбудитель содержит корпус I, деба- лансные валы 4 и 5 с жестко закрепленными на них с эксцентриситетом круглые 2 4 зубчатые колеса 8 и 9, находящиеся в зацеплении с цилиндрической шестерней 10, жестко закрепленной на приводном валу 3. На валах 4 и 5 жестко закреплены кривошипы, выполненные в виде эксцентриков 11 и 12, связанные с упругим накопителем энергии, выполненным, например, в виде пружины 15 сжатия. Эксцентрики 11 и 12 и колеса 8 и 9 закреплены на валах 4 и 5 эксцентрично таким образом, что их геометрические центры располагаются на наименьшем расстоянии относительно друг друга на прямых, проходящих через их оси вращения перпендикулярно прямым, проходящим через центры масс дебалансов 6 и 7 и их оси вращения. При вращении колес 8 и 9 периодически изменяется скорость вращения дебалансов 6 и 7. При снижении скорости вращения колес пружина 15 сжимается, а при увеличении разжимается, соответственно замедляя или ускоряя вращение дебалансов. 4 ил. i (Л 4 СО ел

/ -/

(pus.2

. ч

Уч

сриг.З

ч

хк vv

х