Электродинамический вибратор Советский патент 1992 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам, предназначенным для калибровки виброизмерительных преобразователей.

Известен электродинамический вибратор, снабженный устройством для снижения поперечных колебаний рабочего стола, в котором между столом и подвижной катушкой включен узел, содержащий два соединенных вершинами усеченных конуса, изготовленных из специальной резины, весьма жесткой в направлении основных колебаний и обладающей малой жесткостью в направлении поперечных колебаний. Предполагается, что колебания подвижной ка- гушки в направлении основной оси будут передаваться рабочему столу с малыми потерями, а ее поперечные колебания, благодаря малой жесткости конусов в этом направлении, будут существенно ослабляться.

Основным недостатком данного вибратора является то, что его усовершенствование направлено не на устранение причины явления, т.е. причины возникновения поперечных колебаний, а на уменьшение результата действия причины, т.е. поперечных колебаний.

Добавление резиновых усеченных конусов увеличивает массу подвижной системы вибратора и этим уменьшает развиваемое ускорение, усложняет конструкцию и, очевидно, не способно эффективно устранять поперечные колебания во всем рабочем диапазоне частот.

Наиболее близким по технической сущности является калибровочный электродинамический вибратор, выпускаемый фирмой Endevco США по индексом 1000.

Подвижная система вибратора представляет собой полую трубку, изготовленную из берллиевого сплава, длиной 140 мм и диаметром 50 мм. Трубка с одного конца закрыта. Испытуемый акселерометр устанавливается в резьбовое отверстие в центре торцевой стенки трубки, служащей рабочим столом. Подвижная катушка намотана в пазу противоположного, нижнего конца трубки и защита эпоксидным компаундом. Большая часть наружной стенки трубки служит опорной поверхностью. Трубка перемеI ЈЪ

iS/

4 СП

щается во втулке, изготовленной из нержавеющей стали, у каждого из концов втулки имеется ряд отверстий газостатических подшипников для подачи отфильтрованного воздуха под давлением 1-1,7 ати. Соприкасающиеся поверхности трубки и втулки тщательно отшлифованы (высота микронеровностей не более 0,2 мкм). Радиальный зазор составляет 2,5 мкм. При подаче воздуха трубка, подвижная система свободно перемещаются во втулке без соприкосновения с ее стенкой. Подвижная система упруго подвешена в вертикальном положении на трех горизонтальных резиновых растяжках, надетых на штифты, расположенные в верхней части подвижнйо системы. Положение го вертикальной оси подвижной системы автоматически регулируется давлением воздуха. Амплитуда колебаний стола достигает 9 мм, коэффициент поперечных составляющих не превышает 3% до 10 кГц.

Вибратор может быть использован до 50 кГц, где в диапазоне 10-50 кГц поперечные колебания достигают 10%.

Недостатком этого устройства является необходимость применения индивидуального ьоздушного компрессора с фильтром и ресивером, необходимого для питания сжатым воздухом газостатических подшипников. Это удорожает установку, поскольку стоимости компрессора с фильтром и ресивером сопоставима со стоимостью вибратора, усложняет ее эксплуатацию, время работы вибратора ограничивается емкостью ресивера, создает повышенный шум в помещении. Удорожают установку и весьма жесткие требования по обработке с высокой точностью подшипниковой пары, что необходимо при использовании газостатических подшипников. Применение воздушного компрессора увеличивает потребление электроэнергии на 100-150 Вт, а это существенно, учитывая, что мощность усилителя составляет всего 150 Вт.

Цепью изобретения является упрощение и удешевление вибратора при сохранении низкого уровня поперечных колебаний в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем. что в электродинамическом вибраторе, содержащем магнитопровод, систему подмагни- чиван г I. подвижную систему, изготовленную из бериллиевого сплава, упруго подвешенную на круглых в сечении рези новых растяжках, равномерно озспределанных по окружности и снабженных устройствзми плавного натяжений при ;; г о r-i п о д в и ж и л я с и с т е м а р а м е щ е н а с о с оно с зазором внутри центрирующей втулка, согласно Т йдлзгаемому изобретению подвижная система упруго подвешена на двух уровнях рабочего стола на растяжках, изготовленных из резины с модулем упругости 1-3 106 Па, масса свободных участков растяжек, участвующих в колебаниях, составляет 1-2% от массы подвижной системы, радиальный зазор между центрирующей втулкой и-рабочим столом на 15-20% меньше зазора между центральным полюсом и

0 внутренней поверхностью каркаса подвижной катушки, который в свою очередь на 15-20% меньше зазора между кольцевым полюсом и обмоткой подвижной катушки. На чертеже изображен электродинами5 ческий вибратор в разрезе по вертикальной оси.

Вибратор содержит магнитопровод 1 с центральным полюсом 2 и кольцевым полюсом 3, систему подмагничивания 4, подвиж0 ную катушку 5, центрирующую втулку 6, рабочий стол 7, резиновые растяжки 8, устройства для натяжения растяжек 9, зазоры подвижной системы 10, 11 и 12.

Подвижная система вибратора, содер5 жащая рабочий стол 7 и подвижную катушку 5, упруго подвешена на двух уровнях в зазоре 10, образованном центрирующей втулкой 6 и рабочим столом 7 с помощью круглых резиновых растяжек 8 по три или

0 четыре на каждом уровне. Резиновые растяжки 8 одним концом закреплены в винтовых натяжных устройствах 9, а другим концом в рабочем столе 7. Зазор 10 между рабочим столом 7 и центрирующей втулкой

5 б на 15-20% меньше зазора 12 между иент- ральным полюсом 2 f. внутренне /. ПОЕОСХНО- с т ь ю каркаса п о д в и ж н о и к а у ш ;: и 5. который в свою очередь меньше на Ъ 20% зазора между обмоткой подвижной кз-гуч1.

0 5 и кольцевым полюсом 3.

Работает устройство следующим образом.

После установки вибратора в вертикальном положении на массивное за.цемп5 фированное от посторонних колебаний основание вращением винтовых натяжных устройств 9, воздействующих на резиновые растяжки 8, рабочий стол 7, устанавливае - :. на необходимый уровень по вертикаль0 ной оси без касания стола 7 с центрирующей втулкой 6. Отсутствие кон тзкта подвижной катушки 5 с кольцевым полюсом 3 и внутренней поверхностью каркаса подвижной катушки 5 ; центральном

5 полюсом 2 обеспечивается обусловлекчы- ми размерами зазоров 10. и 12. Этим :::- обеспечивается невозможность повреждения обмотки подвижной катушки 5 ппи слу

ЧаЙНОГ-. s ИЛИ аварийном СОГфОКОСНОЕЧ;МИ : ОСс центральным полюсом 3. После это г с ви(

ратор включается в работу по обычной процедуре.

Низкий уровень поперечных колебаний обеспечивается отсутствием в диапазоне частот, в 2,2-2,5 раза превышающем рабочий диапазон, резонансов деталей подвижной системы как в направлении оси основных колебаний, так и в направлении поперечных осей.

Применение изобретения приводит к существенному в 1,5-2 раза снижению стоимости установки, значительному упроще ни;о эксплуатации устройства, снижению уровня шума s помещении, экономии электроэнергии при сохранении низкого уровня поперечны), колебаний в широком диапазоне частот

0

5

Формула изобретения Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод, систему подмагни- чивания, подвижную систему с рабочим столом, который упруго подвешен по крайней мере на трех резиновых растяжках, равномерно распределенных по окружности, и размещен с зазором внутри центрирующей втулки, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, резиновые растяжки установлены внутри центрирующей втулки на двух уровнях рабочего стола, при этом модуль упругости резиновых растяжек 1-3 10е Па, а масса свободных участков составляет 0,01-0,02 от массы рабочего стола.

Относится к области измерительной техники. Обеспечивает низкий уровень поперечных колебаний подвижной системы калибровочного вибратора в широком диапазоне частот, при упрощении конструкции. Сущность изобретения: Резиновые растяжки установлены внутри центрирующей втулки на двух уровнях рабочего стола, при этом модуль упругости резиновых растяжек 1-Зх хЮ Па, а масса свободных участков составляет 0,01-0,02 от массы рабочего стола. 1 ил.