Планетарный вибровозбудитель Советский патент 1992 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к планетарным вибровозбудителям и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Мг1594101.

Целью изобретения является повыше- ние эффективности вибровозбудителя.

Цель достигается тем. что обмотки линейных асинхронных электромагнитов выполнены с переменным по длине кольцевой беговой дорожки шагом, изменяющимся по синусоиадальному закону с максимумами по краям каждой обмотки и минимумами в точках, расположенных на линии, проходящей через центр вращения водила и перпендикулярной оси симметрии вибро- возбудителя.

На фиг. 1 схематично показан планетарный вибровозбудитель в плоскости вращения водила с развернутым графиком изменения шага обмотки асинхронного электромагнита в функции угла поворота водила; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Планетарный вибровозбудитель со держит кольцевую беговую дорожку 1 с размещенным на ее внутренней поверхно- сти инерционным бегунком 2, который соединен посредством вилки 3 с водилом 4, Водило 4 установлено с эксцентриситетом е относительно центра О кривизны беговой дорожки 1. На инерционном бегунке 2 же- стко закреплено в плоскости его вращения магнитопроводящее плоское кольцо 5. Вдоль беговой дорожки 1 по дуге (фиг. 1) жестко смонтированы линейные асинхронные электромагниты б с дуговым зазо- ром 7 под указанное кольцо 5. Электромагниты 6 подключены к бесконтактному переключающему устройству 8 обычной конструкции.

Обмотки 9 линейных асинхронных элек- тромагнитов 6 выполнены с переменным по длине кольцевой беговой дорожки 1 шагом h, который изменяется по синусоидальному закону, как показано на фиг. 1, представляющем собой зависимость шага h от развер- нутой в прямую линию дуговой координаты обмотки 9, аналогичной текущему углу р поворота водила 4. С максимальным шагом h обмотки 9 выполнены по краям каждого электромагнита 6, а с минимальным ша- гом - в середине, которая расположена на линии Б-Б, проходящей через центр окружности вращения водила 4 и перпендикулярной вертикальной оси В-В симметрии вибровозбудителя.

Работа планетарного вибровозбудителя осуществляется следующим образом.

Водило 4 вращается вокруг оси Oi обычным образом при помощи привода (не показан) с постоянной угловой скоростью О). Вилка 3 водила перемещает инерционный бегунок 2 по внутренней поверхности кольцевой беговой дорожки 1 с радиусом кривизны R0, при этом ось бегунка 2 перемещается по траектории с радиусом кривизны R относительно оси Oi водила 4. Инерционный бегунок 2 обычно катится по беговой дорожке 1 с собственной угловой скоростью без проскальзывания. Однако на определенных участках траектории его движения под действием центробежной и кориолисовой сил на этот бегунок начинает спонтанно действовать собственный крутящий момент, который на участке траектории справа от вертикальной оси В-В при dR/dp 0 может привести к пробуксовыванию бегунка 2, когда его угловая скорость становится больше скорости чистого качения на участке траектории слева от оси В-В при dR/dy О такой же, но противоположно направленный собственный крутящий момент может привести к проскальзыванию бегунка 2, когда его угловая скорость становится меньше скорости чистого качения cot. В обоих указанных случаях трение качения инерционного бегунка 2 по беговой дорожке 1, определяющее сопротивление движению бегунка 2 и повороту водила 4, переходит в трение скольжения, которое является в среднем в 10 раз более энергоемким. Момент Мк от действия на инерционный бегунок 2 кориолисовых сил изменяется по синусоидальному закону, как показано дуговой эпюрой на фиг. 1.

Подключением обмоток 9 линейных асинхронных электромагнитов 6 через бесконтактное переключающее устройство 8 к источнику трехфазного переменного тока повышенной частоты, например, 400 гЦ (не показан) образуется движущееся магнитное поле, направление движения которого противоположно вектору окружной скорости проскальзывания инерционного бегунка 2 относительно беговой дорожки 1. Справа от вертикальной оси В-В (фиг. 1) при dR/d 0 направление движения поля совпадаете направлением поворота водила 4, при этом поле взаимодействует с магни- топроводящим плоским кольцом 5, которое перемещается в процессе планетарного движения бегунка 2 вдоль дугового зазора 7 и создает индуктивную силу, действующую на плоское кольцо 5 бегунка 2 и обеспечивающую дополнительный момент сопротивления вращению этого бегунка, который уравновешивает собственный крутящий момент бегунка от действия центробежных и кориолисовых сил. В результате уменьшается пробуксовка инерционного бегунка 2 относительно поверхности беговой дорожки 1 вплоть до перехода к чистому качению, при котором мгновенная окружная скорость обода бегунка 2 на беговой дорожке 1 и плоского кольца 5 в зазоре 7 стремится к нулю. Слева от вертикальной оси В-В при dR/d# .0 направление движения магнитного поля противоположно направлению поворота водила 4.

Поле воздействует при этом индуктивной силой на плоское кольцо 5, обеспечивая действие дополнительного момента, способствующего вращению бегунка 2 и уравновешивающего собственный крутящий момент бегунка, который без действия магнитного поля заставляет инерционный бегунок 2 перемещаться юзом. В результате действия поля юз инерционного бегунка 2 уменьшается до минимума, при котором бегунок также совершает чистое качание. Таким образом, направление действующей на инерционный бегунок 2 индуктивной силы совпадает с направлением движения поля соответствующего линейного асинхронного электромагнита 6 и противоположно вектору окружной скорости проскальзывания бегунка 2 по поверхности беговой дорожки 1. При отсутствии проскальзывания инерционного бегунка 2, т.е. чистом его качении, индуктивные силы стремятся к нулю, а при возрастании относительной скорости проскальзывания эти силы увеличиваются пропорционально скорости. При выходе кольца 5 инерционного бегунка 2 из дугового зазора 7 соответствующего электромагнита б бесконтактное переключающее устройство обычным образом автоматически отключает данный электромагнит 6 и включает другой электромагнит.

Переменный шаг h обмоток 9 каждого электромагнита 6 обеспечивает изменение напряженности электромагнитного поля по дуге траектории перемещения инерционного бегунка 2 в соответствии с величиной действующего по синусоидальному закону

в функции угла р поворота водила 4 на бегунок 2 спонтанного момента Мк кориолисо- вых сил. Максимальному моменту Мк, который действует на бегунок 2 при прохождении им линии Б-Б, проходящей через центр окружности вращения водила Av перпендикулярной вертикальной оси В-В симметрии вибровозбудителя, соответствует минимальный шаг h обмотки 9 и максимальная напряженность электромагнитного поля, действующего на кольцо 5 бегунка 2 и компенсирующего тем самым момент Мк. По краям обмотки 9 каждого электромагнита 6 шаг h обмотки 9 увеличивается, а напряженность электромагнитного поля снижается до минимума в соответствии с минимальной величиной момента Мк на конгруэнтных электромагнитам 6 участках траектории движения бегунка 2.

Преимуществом изобретения является уменьшение момента сопротивления вращению водила и соответствующее снижение энергоемкости привода вибровозбудителя. Использование линейных

асинхронных электромагнитов с синусоидальным шагом обмоток позволяет уменьшить абразивный износ и теплонап- ряженность инерционного бегунка и беговой дорожки и за счет этого существенно

повысить надежность, долговечность и эффективность вибровозбудителя.

Формула изобретения

Планетарный вибровозбудитель по авт.св. № 1594101, отл имеющийся тем, что, с целью повышения эффективности, обмотки линейных асинхронных электромагнитов выполнены с переменным по длине

кольцевой беговой дорожки шагом, изменяющимся по синусоидальному закону с максимумами по краям беговой дорожки и минимумами в точках, расположенных на линии, проходящей через центр вращения

водила и перпендикулярной оси симметрии вибровозбудителя.

Изобретение относится к вибрационной технике. Цель дополнительного изобретения - повышение эффективности - достигается за счет выполнения обмотки 9 линейных асинхронных электромагнитов б с переменным по длине кольцевой беговой дорожки 1 шагом. 2 ил.