Способ возбуждения круговых колебаний и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в вибрационных машинах, применяемых в строительстве, сельском хозяйстве, судостроении,

медицине, транспорте, металлообработке и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения регулирования параметрами генерируемых колебаний.

На фиг.1 изображена схема сопряжения тела и контртела с тарированной силой прижима до сообщения одному их них вращения; на фиг.2 - характерное положение вращаемого тела при неустановившемся режиме колебаний после сообщения ему вращательного движения; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - характерное положение вращаемого тела при установившемся режиме колебаний; на фиг.5 разрез по Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - устройство для осуществления способа - генератор высокочастотных колебаний; на фиг.7 - то же, продольный разрез; на фиг.8 - генератор высокочастотных круговых колебаний повышенной мощности, продольный разрез.

Устройство для осуществления способа содержит корпус 1, в котором посредством подшипников 2 и 3 размещен инерционный элемент 4. Последний через гитару колес 5 связан с приводом 6 вращения, также через трехкулачковый патрон 7 - со сменной тарелкой 9 на конце. В корпусе 1 с возможностью осевого перемещения посредством направляющих 10 размещен плоский шли- цевой вкладыш 11, подпружиненный своим торцом к сменной тарелке 9 пружиной 12 относительно регулировочной гайки 13, помещенной в расточке корпуса 1. Все четыре части корпуса 1 соединены между собой, например, посредством болтов 14. Кроме того, на стержне 8 посредством сферического подшипника 15 может быть дополнительно установлен толкатель 16, а в направляющих 17 корпуса 1 - плоский бегунок 18. Причем последний одним концом связан с толкателем 16 через цилиндрический палец 19, а другим концом - с рабочим органом (на фиг. не показан). Вращение через сферический подшипник 15, толкатель 16 и палец 19 передается плоскому бегунку 18, преобразуясь в его возвратно-поступательные движения с той же частотой и амплитудой. При этом сферический подшипник 15 выполняет роль компенсатора при изменении в процессе работы вибровозбудителя угла между осями тарелки 9, стержня 8 и плоского бегунка 18. В свою очередь цилиндрический палец 19 предназначен для того, чтобы бегунок 18 не воспринимал поперечные в горизонтальной плоскости колебания. Такая конструкция вибровозбудителя позволяет расчленять круговые колебания инерционного элемента на множество линейных, в разных направлениях одновременно.

Для возбуждения круговых колебаний повышенной мощности контактная поверхность сменной тарелки 9 выполнена зубчатой и имеет более высокую твердость по отношению к твердости плоского шлицево- го вкладыша 11, что полностью исключает

проскальзывание торца сменной тарелкги относительно торцовой поверхности плоского шлицевого вкладыша 11, поскольку более твердые зубья вдавливаются в поверхность вкладыша 11.

0 Способ осуществляют следующим образом. С помощью регулируемого упругого элемента, а именно вращением гайки 13 сжимают пружину 12, перемещая шлицевой вкладыш (контртело) 11 в осевом направле5 нии и поджимая его тем самым с тарированным усилием к тарелке 9 стержня 8 (к телу). Таким образом их сопрягают с требуемым осевым усилием. Затем от привода 6 вращения через гитару колес 5 и приводной эле0 мент 4 с патроном 7 осуществляют вращение стержня 8. При этом вращение тарелки 9 со стержнем 8 (тела) сопровождается ее поступательными круговыми движениями (поперечными автоколебаниями) по

5 торцовой поверхности шлицевого вкладыша 11 (контртела) относительно точек, расположенных на периферии тарелки 9. Центр тарелки 9 описывает круговую траекторию в направлении, противоположном его враще0 нию. То есть возникают высокочастотные круговые колебания инерционного элемента. Полученные колебания с последнего снимают непосредственно на какой-либо рабочий орган или технологическую среду.

5 Управляют параметрами колебаний путем изменения осевой тарированной силы прижима - вращают регулировочную гайку 13, сжимая или ослабляя пружину 12, тем самым изменяют величину Рос, путем измене0 ния массы тарелки облегчают или увеличивают ее массу, например обточкой, высверливанием отверстий или вывертыванием предварительно встроенных добавочных масс, либо просто заменой тарелки и

5 т.п., путем изменения вылета тарелки выдвигают либо заменяют существующий стержень 8 на стержень другой длины, либо делают его составным и изменяют его длину, путем изменения частоты вращения та0 релки переключают скорости у гитары колес 5, либо изменяют частоту вращения электродвигателя 6. путем изменения диаметра тарелки в зоне его сопряжения с шлицевым вкладышем заменяют тарелку, либо умень5 шают ее в диаметре, путем изменения жесткости стебля тарелки заменяют стержень 8 на стержень с другим сечением.

При этом при незначительных частотах вращения стабильно получают в сотни раз превышающие частоты круговых колебаний, И при этом варьируя значительным количеством исходных параметров, регулируют и даже авторегулируют частоту и амплитуду этих колебаний в широком диапазоне, сохраняя постоянство соотношения

D „ /Омакс Wk у COnst,

независимо от величины силы сопротивления (вязкости) технологической среды, в которую помещают вибровозбудитель.

При этом частотой колебательных движений управляют по соотношению

ос

m СУвр

+

Г

ОС

4I2

m

flip

где РОС -величина осевой тарированной силы прижима вращаемого тела к контртелу,1 ШВР частота вращения вращаемого тела;

m - масса вращаемого тела

I - вылет вращаемого тела;

j - жесткость стержня вращаемого тела. а амплитудой колебательных движений управляют по соотношению

Рмакс -

D -U%p

Рос

f

Рос

21-гл-Швр 4,2.m2-ttjgp

где D - диаметр вращаемого тела в зо сопряжения с контртелом.

Poc-const

ТТТТУ К T fMf

Ог О Б Фиг.1

Формула изобретения 1.Способ возбуждения круговых колебаний, заключающийся в том, что вращают тело и обкатывают его по контртелу с часто5 той, меньшей частоты генерируемых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, тело сопрягают с контртелом тарированной силой прижима и обкатывают его по замкнутой траектории,

10 имеющей гЬворотную симметрию вокруг оси симметрии траектории.

2.Устройство для возбуждения круговых колебаний, содержащее корпус, размещенный в нем с возможностью качания и

15 вращения инерционный элемент и взаимодействующий с ним привод вращения, о т - л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности, оно снабжено регулируемым упругим элементом и плоским

20 шлицевым вкладышем, а инерционный элемент выполнен в виде стержня со сменной тарелкой, взаимодействующей с плоским шлицевым вкладышем.

3.Устройство по п.2, отличающее25 с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено установленным на стержне сферическим подшипником, связанным с ним толкателем и взаимодействующим с последним плоским

30 бегунком, а в корпусе выполнены направляющие, в которых размещен плоский бегунок.

4.Устройство по пп.2, 3, отличающееся тем, что контактная поверхность сменной тарелки выполнена зубчатой и име35 ет твердость, большую твердости шлицево- го вкладыша.

Рос-Const

А-А поВеону/пп

;

Фие.З

Poc const

8

Фиг.5

Изобретение может быть использовано в вибрационных машинах, применяемых в любой отрасли промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения регулирования параметрами генерируемых колебаний. Способ заключается в том, что вращаемое тело и контртело сопрягают с тарированной силой прижима так, чтобы область контакта имела замкнутую форму с поворотной симметрией, одно из сопрягаемых тел приводят во вращение вокруг оси поворотной симметрии области контакта, при этом частотой колебательных движений управляют по соотношению ω_к = P_ос./2L^.M^.Ω_вр. + √P²/4L^2.M^2.Ω² + I/M, а их амплитудой по соотношению ρ_макс. = D^.Ω_вр./2(P_ос./2L^.M^.Ω_вр. + √P²/4L^2.M^2.Ω² + I/M), где P_ос. - величина осевой тарированной силы прижима вращаемого тела к контртелу

ω_вр - частота вращения вращаемого тела

M - масса вращаемого тела

L - вылет вращаемого тела

I - жесткость стерня вращаемого тела

D - диаметр вращаемого тела в зоне его сопряжения с контртелом. Устройство для осуществления способа состоит из корпуса, в котором установлен с возможностью осевого перемещения шлицевой вкладыш 11, торец последнего выполнен плоским и контактирует с торцом тарелки 9, причем другим торцем вкладыш контактирует с регулировочными элементами посредством пружины. Для снятия с устройства только линейных колебаний с теми же параметрами в корпусе дополнительно с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещен плоский бегунок 18, а на тарелке 9 посредством сферического подшипника 15 установлен толкатель 16, связанный с плоским бегунком 18 посредством пальца 19. Для повышения передаваемой мощности в устройстве торец тарелки 9 выполнен зубчатым и имеет более высокую твердость по отношению к твердости шлицевого вкладыша 11. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фиг. 6

Фиг. 7