Вибровозбудитель Советский патент 1991 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных устройствах для создания бигармонических колебаний, котор.ые применяются в различных технологических процессах, в частности, при обогащении полезных ископаемых посредством концентрационных столов.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем приведения к равенству величин энергии,

отдаваемых дебалансами и принимаемых упругим накопителем и наоборот, т е. отдаваемых упругим накопителем и принимаемых дебалансами в один и тот же момент времени.

На фиг.1 схематически изображен вибровозбудитель, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - узел I на фиг.2.

Вибровозбудитель содержит корпус 1, в котором параллельно друг другу установлены валы 2 и 3 с дебалансами 4 и 5 На нижних

концах валов 2 и 3 закреплены с соблюдением симметрии одинаковые некруглые зубчатые колеса 6 и 7, зубчатый венец кото- 0ых( образован эквидистантами к кривой, построенной на мгновенных радиусах, полученных по формуле: t

п 2tgf

где t - шаг зацепления цилиндрической ше- Нтерни 8 на делительной линии (на фиг.З делительная линия изображена штрих-пун- кЬ ирчой линией), а О) - угол зуба, т.е. угол, образованный лучами, проходящими через бсь вращения колеса и серединами впадин (или вершин зубьев), образующих зу& (впа- Дину зуба).

Валы 2 и 3 смонтированы в корпусе 1 на Подшипниках 9 качения, как и приводной 10, несущий шестерню 8 и установленный на подшипниках 11 качения. На валах 2 И 3 закреплены кривошипы, которые в частном случае могут быть выполнены в виде эксцентриков 12, на которых посредством подшипников 13 установлены обоймы 14, с которыми связан упругий накопитель энергии, выполненной в виде пружины 15 растя- хения, при этом центры кривошипов 12 расположены под углом 90° к дебалансам 4 Ц 5 таким образом, чтобы при снижении угловой скорости валов 2 и 3 пружина 15, растягиваясь, накапливала энергию, обеспечивая торможение дебалансов, и наоборот при повышении угловой скорости валов 2 и 3 пружина 15, сжимаясь, отдавала бы балансом 4 и 5 накопленную энергию, разгоняя их до максимальной угловой скорости. Вибровозбудитель приводится во вращение посредством шкива 16, связанного ременной передачей с двигателем (передача и двигатель на чертежах не показаны).

В качестве упругих накопителей энергии могут быть использованы пружины сжатия, резина, пневматический упругий элемент и другое.

Пружина 15 растяжения, а также и любой другой упругий накопитель энергии в любом положении валов 2 и 3 создает крутящий момент, действующий на каждый вал, величина которого определяется плечом, зависящим от радиуса кривошипа 12, его положения относительно соответствующего вала и силой пружины.

Вибровозбудитель работает следующим образом.

При вращении приводного вала 10 за счет взаимодействия цилиндрической шестерни 8 с зубчатыми колесами б и 7 последние также вращаются в противоположных направлениях, а валы 2 и 3 передают эти вращения дебалансам 4 и 5. При вращении дебалансы 4 и 5 развивают вынуждающие

усилия, которые, складываясь, создают направленные знакопеременные силы, действующие по линии, перпендикулярной к плоскости чертежа, если рассматривать изображение вибровозбудителя на фиг.1.

0 При этом в положении, изображенном на чертежах, зубчатые колеса б и 7 взаимодействуют с шестерней 8 зубьями, наиболее удаленными от их осей вращения, а поэтому их мгновенная скорость вращения наимень5 шая, а дебалансы создают минимальное по величине вынуждающее усилие, направленное от наблюдателя. В этом положении пружина 15 имеет наибольшую деформацию, а следовательно, и силу, но создаваемый ею

0 вращающий момент на валы 2 и 3 равен нулю из-за того, что радиусы кривошипов 12 расположены в плоскости чертежа. При дальнейшем вращении вала 10 шестерня начинает взаимодействовать с зубьями,

5 мгновенный радиус которых все время уменьшается. Это приводит к ускорению движения дебалансов, при этом они получают ускорение в основном от силы сжимающейся пружины, которая из-за поворота

0 кривошипов 12 создает крутящий момент на валах 2 и 3, равный по величине моменту от сил инерции вращающихся с ускорением дебалансов и других деталей, жестко связанных с ними, При повороте дебалансного

5 вала на 180° его мгновенная скорость вращения будет максимальная, и дебалансы 4 и 5 будут давать вынуждающую силу, направленную на наблюдателя, большую во столько раз, во сколько мгновенный радиус

0 плоскозубчатого колеса в точке взаимодействия с шестерней 8 меньше мгновенного радиуса в положении, изображенном на фиг.1. Благодаря этому вибровозбудитель будет создавать колебания, при которых си5 ла при прямом ходе будет меньше силы при обратном ходе, а следовательно, будут и различные скорости перемещения рабочего органа машины, приводимого вибровозбудителем. При этом благодаря равенствудей0 ствующего от дебаланса махового момента и противодействующего ему момента от пружины двигатель будет расходовать энергию только на трение в опорах вибровозбудителя и на преодоление сопротивления в

5 технологическом процессе, который обеспечивается виброзозбудителем, что снижает потребление энергии по сравнению с вибровозбудителем, двигатель которого работает периодически то в пусковом режиме, то в тормозном.

Формула изобретения Вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенные в нем приводной вал и два параллельно расположенных дебаланс- ных вала, механизм неравномерного вращения дебалансных валов, выполненный в виде закрепленной на приводном валу цилиндрической шестерни,установленных на дебалансных валах с возможностью зацепления с ней зубчатых колес, закрепленных на дебалансных валах кривошипов, и связывающего их упругого накопителя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, упругий накопитель выполнен в виде пружины растяжения, зубчатые колеса выполнены некруглыми, центральный угол каждого последующего зуба выбран из условия fa Ъ + 2ct2r(1 -CQSg) + Fi rsln«

i n2 Z2

где en - центральный угол предыдущего зуба, рад;

Р С - жесткость упругого накопителя

энергии;

0

5

0

Р - сила упругого накопителя энергии Н.

F - деформация, соответствующая силе Р, упругого накопителя энергии, м;

г - радиус кривошипов, м;

а- угол поворота дебалансных валов от какой-либо точки отсчета, равный сумме углов а 1 +«2+ ., + О),рэд;

FI - начальная деформация упругого накопителя энергии, м;

I - момент инерции дебалансов относительно их оси вращения, кг-м;

n - средняя скорость вращения дебалансов, об/с;

Z - количество зубьев плоскозубчатых колес,

a ri - мгновенный радиус зубчатого колеса, определяется из формулы t

n

2tgf

где t - шаг зацепления, м

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в устройствах для создания бигармонических колебаний, которые применяются в различных технологических процессах, в частности при обогащении полезных ископаемых посредством концентрационных столов. Цель изобретения - снижение энергозатрат на привод вибровозбудителя путем приведения к равенству величин энергий, отдаваемых (принимаемых) дебалансами и принимаемых (отдаваемых) упругим накопителем энергии. Вибровозбудитель содержит два вала с дебалансами, синхронно вращающихся с неравномерной скоростью в противоположных направлениях и создающих вынуждающие усилил, направленные по одной линии, но разной величины в прямом и обратном направлениях. Это обеспечивается механизмом неравномерного вращения, который выполнен в виде жестко связанных с параллельными дебалансными валами некруглых зубчатых колес, взаимодействующих с цилиндрической шестерней, ось вращения которой пеопендикулярна осям дебалансных валов. Дебалансные валы снабжены кривошипами, на которых смонтирован упругий накопитель энергии, выполненный в виде пружины растяжения, взаимодействующей с кривошипами. Не- круглость зубчатых колес выполнена такой, чтобы в каждый момент времени противодействующие моменты, деист вующие на де- балансные валы, один из которых создаемся упругим накопителем энергии, а другой - силами инерции вращающихся с неравномерной скоростью дебалансов и жестко связанных с ним элементов, были бы равны между собой. 3 ил. (Л С о ю VJ ю о

z з

I

А

Т

фигЛ

Т

А

А-А

ч

ч чхххч чч ч

фиг.2.

/