Пневматический вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса и способ регулирования его энергетических параметров Советский патент 1990 года по МПК B06B1/16 

Фие.1

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением де- баланса для регулирования возмущающих сил.

Целью изобретения является повышение эффективности работы путем изменения частоты, амплитуды и направле ния действия возмущающей силы и повышение надежности запуска путем сни- жёния тормозящего момента.

На фиг.1 показана схема разворота дебаланса относительно его центра масс до подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем перераспределения масс дебаланса при помощи паза со стороны его оси качания; на фиг, 2 - то же, при помощи паза со стороны цилиндрической поверхности дебаланса; на фиг.З - выполнение элементов дебаланса из материалов с различной плотностью; на фиг.4 - то же, при помощи лыски со стороны цилиндричес- кой поверхности дебаланса; на фиг,5 - операция разворота дебаланса относительно его центра масс после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем перераспределения масс дебаланса за счет подвижности в радиальном направлении элемента, подпружиненного относительно дебаланса упругим элементом; на фиг.6 - выполнение упругого элемента в виде упругой оболочки с сжатым газом внутри нее; на фиг.7 - то же, в виде пневматической камеры; на фиг.З - смещение подвижного элемента относительно радиуса, проводящего через центр масс другого элемента.

Пневматический вибровозбудитель содержит цилиндрический корпус 1 с отверстиями (не показано) для подвода и отвода сжатого газа, установленный в нем с возможностью качания на оси 2 дебаланс 3 с входным 4 и выходным 5 каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора. Дебаланс 3 выполнен по крайней мере из двух элементов, центры масс которых размещены последовательно между осью 2 и цилиндрической поверхностью 6 дебаланса 3, причем одним из элементов может быть дебаланс 3, В де- балансе 3 может быть выполнен ра- диальный паз 7 со стороны оси 2 или со стороны его цилиндрической поверхности 6, Дебаланс 3 может быть вы-

5

0

Q

5

полней с лыской 8 и содержать второй элемент 9 из материала с большой плотностью, например из свинцав Конструкция дебаланса 3 может содержать упругий элемент в виде пружины 10, подпружинивающий второй элемент 9 относительно первого элемента, которым является дебаланс 3 вдоль радиуса, проходящего через центр масс первого элемента. Упругий элемент может быть выполнен в виде эластичной оболочки 11 с сжатым газом внутри нее или в виде соединенной с источником сжатого газа (не показано) каналом 12 пневматической камеры 13, образованной выточкой 14 в первом элементе 3, закрытой торцом второго элемента 9. Конструкция дебаланса 3 может содержать пневматическую камеру 13 и второй элемент 9, центр массы К которого смещен относитель

0

5

0

5

но радиуса,

массы к первого элемента,

проходящего через центр которым

является дебаланс 3 (фиг,8). Боковые поверхности 15 дебаланса 3 в полости корпуса 1 образуют рабочие камеры,

Вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса работает следующим образомо

Для регулирования энергетических параметров вибровозбуцителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатого газа и неизменяемом направлении действия равнодействующей этих сил, приложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, перераспределяют массу дебаланса 3 и смещают за счет этого центр масс по отношению к направлению действия равнодействующей силы0 Дискретное перераспределение массы дебаланса выполняют до подачи сжатого газа в вибровозбудитель, а плавное перераспределение масс дебаланса 3 - после подачи сжатого газа в вибровозбудитель.

Дискретное перераспределение массы дебаланса 3 может быть реализовано при помощи выполнения в дебалансе 3 вдоль радиуса, проходящего через его центр массы, радиального паза 7 со стороны оси 2 или со стороны его цилиндрической поверхности 6, Выполнение радиального паза 7 в дебалансе 3 смещает центр массы последнего из точки К в точку К (фиг01 и 2). Дискретное перераспределение массы дебалан

са может быть реализовано путем выполнения его составным по крайней мере из двух элементов. Одним элементом является дебалане 3, а другой элемент 9 выполнен из материала с большой плотностью, например из свинца и расположен в пазу со стороны цилиндрической поверхности 6 дебаланса, после дискретного перераспределения массы дебаланса 3 устанавливают его в вибровозбудитель. При подаче сжатого газа в корпус 1 на боковой поверхности 15 дебаланса 3 возникает распределенная активная сила от воздействия на нее сжатого газа, равнодействующая которой приложена в точке А, расположенной в центре боковой поверхности 15, перпендикулярно к последней (фиг,1)0 Поочередное воздействие сжатого газа на боковые поверхности 15 дебаланса 3 вызывает возвратно-поворотное движение последнего вокруг оси 2, Приложенная в точке А боковой поверхности 15 пер- пендикулярно ей равнодействующая распределенной активной силы вызывает J появление двух моментов. Один момент силы вызывает поворот дебаланса 3 вокруг оси 2, а другой опрокидывающий момент вызывает поворот дебаланса 3 вокруг его центра масс, расположенного, например, в точке К. Под действием опрокидывающего момента возникает дополнительная сила трения при качании дебаланса 3 вокруг оси 2, которая приводит к снижению частоты колебаний дебаланса.

При необходимости изменения, напри

мер увеличения частоты колебаний дебаланса 3 прекращает подачу сжатого газа в вибровозбудитель и заменяют дебаланс 3 на другой, в котором выполнен радиальный паз 7 со стороны цилиндрической поверхности 6 или лыска 8 и снова подают сжатый газ. В этом другом дебалансе центр масс находится дальше от точки D пересечения проходящего через центр масс дебаланса радиуса с линией действия равнодействующей распределенной активной силы, приложенной в точке А перпендикулярно боковой поверхности 15, В этом случае опрокидывающий момент, возникающий з.а счет несовпадения центра масс дебаланса 3 с линией действия равнодействующей силы, возрастает, что приведет к увеличению дополнительной силы трения, дейст,0

0

5

вующей со стороны оси 2 на дебалансе 3 и снижающей частоту его колебаний,) При необходимости увеличения частоты колебаний дебаланса 3 производят аналогичным образом замену дебаланса 3 на новый, у которого центр масс находится ближе к точке D или совпадает с ней, В этих случаях опрокидывающий момент уменьшается или при расположении центра масс в точке D отсутствует, что приводит к снижению дополнительной силы трения и увеличению частоты колебаний дебаланса0 Так как

5 величина возмущающей силы вибровозг будителя пропорциональна произведению квадрата частоты колебаний дебаланса на расстояние его центра масс от оси качания, то при удалении цент - ра масс дебаланса 3 от его оси 2, возмущающая сила вибровозбудителя будет увеличиваться, а при приближении соответственно уменьшаться.

Способ регулирования энергетических параметров вибровозбудителя путем плавного смещения подвижного элемента дебаланса в направлении его цилиндрической поверхности после подачи сжатого газа в вибровозРудитель может быть реализовал в различных конструкциях пневматического вибровозбудителя, имеющих возможность регулировки поло- жения подвижного элемента относитель- но дебаланса.

На фиг,5 и 6 показана конструкция вибровозбудителя с составным дебалан- сом, второй элемент 9 которого установлен с возможностью перемещения вдоль радиуса, проходящего через центр масс дебаланса 3 и подпружинен относительно него пружиной 10 или эластичной оболочкой 11 с сжатым газом внутри нее. При подаче сжатого газа в вибровозбудитель дебаланс 3 совершает возвратно-поворотное движение вокруг оси 2, Под действием центробежной силы второй элемент 9 перемещается вдоль радиуса, проходящего через центр массы дебаланса 3 в сторо0 ну его цилиндрической поверхности 6 Центр масс дебаланса 3 при этом будет смещаться к точке D0 Опрокидывающий момент, возникающий за счет несовпадения центра масс дебаланса 3

е с точкой D, будет уменьшаться, что приведет к уменьшению дополнительной силы трения, действующей со стороны оси 2 на дебаланс 3, увеличению частоты колебаний дебаланса 3 и вели0

5

0

5

чины возмущающей силы вибровозбудителя.

Величину радиального смещения второго элемента 9 регулируют путем установки пружин 10 с разной жесткостью или за счет разного давления сжатого газа внутри эластичной оболочки 11 „

На фиг.7 показана конструкция Q

пневматического вибровозбудителя, у которого второй элемент 9 установлен в дебалансе 3 с возможностью радиального перемещения и подпружинен относительно последнего упругим элемен- том в виде соединенной с источником сжатого газа каналом 12 пневматичес- .ой камеры 13, образованной выточкой 14 в дебалансе 3 и закрытой торцом второго элемента 9, При подаче сжато- 2Q го газа в вибровозбудитель под действием центробежных сил второй элемент 9 перемещается вдоль радиуса, проходящего через центр масс дебаланса 3 в сторону его цилиндрической поверх- 25 ности 6. Величину радиального смещения второго элемента 9 ди-етанционно регулируют путем изменения в пневматической камере 13 давления сжатого газа, поступающего через канал 12, 30 Дистанционным регулированием радиального смещения второго элемента 9 изменяют величину опрокидывающего момента, возникающего по причине несовпадения центра масс дебаланса 3 с ли- 35 нией действия равнодействующей силы и соответственно изменяют частоту и величину возмущающей силы вибровозбудителя.

На фиг,8 показана конструкция Q

пневматического вибровозбудителя, у которого дебаланс 3 выполнен составным и содержит второй элемент 9, центр массы К которого смещен относительно радиуса дебаланса, проходя- 5 щего через центр массы К другого элемента, которым является дебаланс 3. При работающем вибровозбудителе дистанционно регулируют величину радиального смещения второго элемента ,Q 9, что позволяет создавать дополнительный момент и изменять направление возмущающей силы вибровозбудителя.

Таким образом, преимуществом предлагаемого, изобретения является то, 55 что появляется возможность без изменения габаритов пневматического вибровозбудителя настраивать его на частоту, необходимую для получения

оптимального процесса производства, и повысить величину возмущающей силы вибровозбудителя. Обеспечиваются оптимальные условия работы вибровоз - будителя, в частности возможно изменять одновременно частот/ колебаний и возмущающую силу пневматического вибровозбудителя. Улучшается запуск пневматического вибровозбудителя в работу, так как обеспечивается устранение момента, разворачивающего дебаланс относительно его центра масс при запуске, и появление момента при работе для снижения частоты колебаний.

Формула изобретения

1.Пневматический вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса, содержащий цилиндрический корпус с отверстиями для подвода и отвода сжатого газа и установленный

в нем с возможностью качания дебаланс с входным и выходными каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора, отлич а ющийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы и повышения надежности запуска, дебаланс составлен по крайней мере из двух элементов, центры масс которых размещены последовательно между осью качания дебаланса и его цилиндрической поверхностью.

2.Пневматический вибровозбудитель по п. 1, отличающийся тем, что оба элемента установлены таким образом,1 что центры масс их расположены вдоль одного радиуса, проходящего через чентр масс дебаланса.

3.Пневматический вибровозбудитель попп.1и2, отличающийся тем, что центры масс элементов расположены в точке пересечения пря-i. мых, проходящих через середины боковых поверхностей дебаланса перпендикулярно последним,

I

4.Пневматический вибровозбудитель

поп,1, отличающийся тем, что центр массы одного элемента смещен относительно радиуса дебаланса, проходящего через центр массы другого элемента,

5.Пневматический вибровозбудитель по пп01,2 иЗ, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции, в дебалансе выполнен радиальный паз,

6„ Пневматический вибровозбудитель по п.5, отличающий с я тем, что паз выполнен со стороны оси качания дебаланса или со стороны цилиндрической поверхности дебаланса.

7,Пневматический вибровозбудитель по п,1, отличаю щ и и ся тем, что он снабжен упругим элементом, подпружинивающим вдоль радиуса дебаланса, проходящего через его центр масс, один из элементов дебаланса к другому.

8,Пневматический вибровозбудитель поп.1к7, отличающийся тем, что упругий элемент представляет собой пружину или эластичную оболочку с сжатым газом внутри нее.

9,Пневматический вибровозбудитель поп.1 и 7, отличающий- с я тем, что в одном из элементов

;

выполнена выточка, закрытая торцом другого элемента, предназначенная для соединения с источником сжатого и представляющая собой упругий элемент.

1Q, Способ регулирования энергетических параметров пневматического вибровозбудителг, заключающийся в

том, что подают сжатый газ в вчбро- возбудитапъ, разворачивают дебаланс относительно аго центра масс, отличающийся тем, что пере- распределяют массу дебаланса до по5 дачи сжатого газа в вибровозбудитель. 11. Способ регупирования энергетических параметров пневматического вибровозбудителя поп0Ш9отли - чающий с я тем, что дебаланс

Q выполняют из двух элементов, один из которых смещают плавно в направлении цилиндрической поверхности дебаланса после подачи в вибровозбудитель ежа того газа.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования возмущающих сил. Целью изобретения является повышение эффективности работы путем изменения частоты, амплитуды и направления действия возмущающей силы и повышение надежности запуска путем снижения тормозящего момента. Регулирование энергетических параметров вибровозбудителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатого газа и неизменяемом направлении действия равнодействующей этих сил, приложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, осуществляется перераспределением массы дебаланса 3, при котором смещается центр масс дебаланса по отношению к направлению действия равнодействующей силы. Дискретное перераспределение массы дебаланса производится до подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем выполнения в дебалансе радиального паза 7 или выполнения дебаланса 3 из двух элементов из материалов разной плотности. Плавное перераспределение массы дебаланса осуществляется после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем регулируемого перемещения второго элемента относительно дебаланса 3 под действием центробежных сил. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фиг 2

в

Фиг&

ФигЗ

Фиг 5

14

W

П

Фиг 7

Фиг 6

12

Фиг 8