Устройство для возбуждения крутильных колебаний Советский патент 1991 года по МПК B06B1/16 

с j

оо

4- ОЭ

О

Изобретение относится к вибрационной технике. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снижения нагрузок, действующих на подшипники внутренних роторов, и повышение удельной мощности за счет создания поворотного момента кососймметричной установкой тел 14 и 15 качения. Наружные и внутренние роторы получают вращение от одного привода, для чего используются зубчатые передачи с колесами 18 и 19. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Фиг. 2

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для возбуждения крутильных синусоидальных колебаний в системе с вра щающимся валом.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет снжения нагрузок, действующих на подшипники внутренних роторов, и повы- шение удельной мощности за счет создания поворотного момента кососиммет ричной установкой тел качения.

На фиг, 1 представлена кинематическая схема предлагаемого устройст- ва, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.

Испытуемая система 1, в которой требуется возбудить крутильные колебания, содержит вращающийся вал 2. один конец которого соединен с эле- ктрическим двигателем 3, а другой - с корпусом 4 вибровозбудителя 5„ Последний имеет два идентичных симметрично расположенных относительно оси вала 2 гироскопа 6 и 7 и подвижную рамку 8, снабженную самостоятельным электрическим приводом 9. Каждый из гироскопов 6 и 7 содержит наружный ротор 10 и встроенный в него внутренний ротор 11, причем собственные оси вращения роторов взаимно перпендикулярны, а точка их пересечения совпадает с общим центром масс роторов.

На оси внутренних роторов 11 выполнены по два водила 12 и 13, на осях которых с зазором расположены тела 14 и 15 качения. Водила 12 и 13 с телами 14 и 15 установлены по обе стороны от оси ротора 11 и pa c- положены кососимметрично относитель- .но нее.

Наружные роторы 10 кинематически связаны с рамкой посредством кони- ческих и цилиндрических зубчатых колес 16 и 17 соответственно, причем эти кинематические связи обеспечивают вращение роторов 10 с равными и противоположно направленными скоростями.

Внутренние роторы 11 имеют индивидуальный привод либо, как это показано на фиг с 1, могут приводиться во вращение с помощью зубчатой пе- редачи с коническими зубчатыми колесами 18 и 19, первое из которых закреплено на оси ротора 11, а второе - на корпусе 4. Вибровозбудитель 5 со

держит упругую муфту 20, установленную в кинематической цепи привода наружного ротора 10.

Устройство работает следующим образом.

При вращении роторов 10 и 11 гироскопы 6 и 7 генерируют гироскопические моменты MfMp проекции которых на оси у, совпадающую с осью вала 2, изменяются по гармоническому закону. Эти моменты действуют на роторы 10 и далее, суммируясь через корпус 4, передаются на вал 2 системы 1. Таким образом, на вал 2 действует момент 2MrMflcosC{ w, где Ср10 - угол поворота роторов 10 от положения, при .котором оси роторов 11 совпадают.

Составляющие же Н лежащие в одной плоскости с осью вала 2, взаимно уравновешиваются.

Создаваемый каждым из гироскопов 6 и 7 гироскопический момент М, выражается формулой

fwp

МгиР

Чо

t )

0

Q

5

где IJ. - момент инерции ротора 11 и тел 14, 15 относительно оси ротора 11; скорость вращения ротора

скорость вращения ротора

10,

Кроме того, при вращении роторов 11, а следовательно, и тел 14, 15 качения генерируются центробежные силы Рц , приложенные на плече

Ч ,

где m - масса тела 14 или 15j

hx - расстояние между осями рото ра 11 и тела 14 или 15.

Пара сил ц создает поворотный

момент М.

мимг

П06

выраженный Формулой

Vhu

„

0

где п - расстояние между центрами тел 14 и 15 одного ротора 11, взятое вдоль оси ротора 1 1 .

Моменты Мпов, генерируемые при вра щении тел 14 и 15 относительно осей роторов 11 в каждом гироскопе, суммируясь через корпус 4, передаются на вал 2 системы 1. Таким образом, на вал

2 действует поворотный момент 2 1%0 Xcosq,u-cosq,()

где угол поворота роторов 10 от положения, при котором положения осей роторов 11 совпадают;

Чи УГОЛ поворота водил 12 и 13 .относительно положения, при

167 х

2МГир-со5Ц)

2 СО,,- coeCflo(lH.CO,0 + niQ,,-h2.h,cosq((),

В процессе работы устройства гироскопический и поворотный моменты передаются на корпус ротора 10 через тела 14 и 15 качения.

Формула изобретения

460

котором водила 12 и 13 обоих гироскопов лежат в плоскостях, перпендикулярных третьей плоскости.

Тогда суммарный момент М2 , действующий на вал , описывается формулой

2М„вв.сов((

(о

cos

HV

ски связаны с подвижной рамкой, а оси внутренних роторов установлены iпод одинаковым;углом к оси вращающегося вала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено водилами, жестко закрепленными попарно на осях внутренних роторов по разные стороны от (соответствующих осей, и телами качения, каждое из которых установлено на соответствующем водиле с возможностью радиального перемещения относительно оси внутреннего ротора и качения по внутренней поверхности наружного ротора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения удельной мощности, тела качения каждой пары установлены кососимметрично относительно оси вра