Вибрационное устройство Советский патент 1992 года по МПК B65G27/00 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для автоматизации транспортно-загрузочных рассортировочных и ориентирующих операций с обеспечением оптимальной взаимосвязи между механическими колебаниями и возмущающими усилиями электромагнитов вйбровозбудителей осевых и крутильных колебаний рабочего органа

Известны трехмассные вибрационные устройства с двумя упругими подвесками и двумя электромагнитными вибровозбудителями, обмотки электромагнитов которых через вентили подключены к выходным выводам автотрансформатора причем один

из вентилей выполнен управляемым для регулирования амплитуды и фазы возмущающего усилия в одной парциальной вибросистеме Однако известные устройства имеют заниженные показатели КПД и удельной мощности (амплитуда колебаний на единицу потребляемой мощности) из-за отсутствия рекуперативного использования энергии в электромагнитной системе вибровозбудителей и использования последней в управлении устройством.

Наиболее близким к изобретению является вибрационное устройство, содержащее активную и две промежуточные массы две упругие подвески, расположенные с

ч о со со ю

00

противоположными углами наклона, два центрально размещенных электромагнита вибровозбудителей, первый и второй диоды, потенциометр, переключатель режимов с размыкающим и замыкающим контактами, автотрансформатор. Недостатками известного устройства являются небольшие значения КПД и удельной мощности вследствие отсутствия возможности использования рекуперативной энергии в управлении устройством и присутствия резистора во входной цепи управления (резистор включен последовательно с обмоткой).

Цель изобретения - повышение КПД и удельной мощности при одновременном увеличении нагрузочной способности путем рекуперативного использования энергии от наведенных ЭДС (ЭДС самоиндукции и ЭДС движения).

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Вибрационное устройство содержит активную массу 1 (с рабочим органом, содержащим лоток и детали) и две промежуточные массы 2 и 3, упругие подвески 4 и 5 в виде наклонных стержневых пружин с противоположным наклоном в этих подвесках, два центрально размещенных электромагнита 6 и 7 вибровозбудителей с обмотками 8 и 9, потенциометр 10, четыредиода 11-14, автотрансформатор 15 с неподвижным и подвижным контактами 16 и 17, переключатель режимов 18 с размыкающими и замыкающими контактами 19- 22 и 23-26, причем переключающие контакты соединены попарно через диоды 12 и 14, Промежуточная масса 2, электромагнит 6 с обмоткой 8, упругая подвеска 4 и промежуточная масса 3, электромагнит 7 с обмоткой 9, упругая подвеска 5 относительно активной массы 1 образуют соответственно первую и вторую парциональные вибросистемы, настроенные на околорезонансную частоту, равную частоте ЭДС источника питания. Противоположный угол наклона пружин в упругих подвесках 4 и 5 и создаваемые возбуждающие усилия электромагнитов 6 и 7 в интервале времени пол- упериода положительной полуволны напряжения источника 15 (подвижные контакты в положении размыкающих, как на чертеже) создают на активную массу 1 суммарное воздействие горизонтальных составляющих и разностное воздействие вертикальных составляющих колебаний промежуточных масс 2 и 3, определяющее режим работы при вибротранспортировании с малым углом бросания и большой ско- ростью (скоростной режим), а при

возмущающих усилиях электромагнитов 6 и 7 соответственно интервалам времени раз- нополярных полупериодов напряжения источника (подвижные контакты в положении

замыкающих) - разностное воздействие горизонтальных и суммарное воздействие вертикальных составляющих колебаний масс 2 и 3, определяющее режим работы при малой скорости вибротранспортирова0 ния и с большим углом бросания (режим встряхивания - просеивания - рассортировки). Асимметрирование положений подвижного контакта 27 потенциометра 10 при включении его плеч (частей) 28 и 29 в конту5 ры замыкания дополнительных токов в обмотках 8 и 9 соответствует ресурсу направления вибротранспортирования (асимметричное регулирование), номинал потенциометра подбирается в заданном ди0 апазоне регулирования скорости вибро- транспортированил (угла бросания, ориентирующего параметра). Уровень возмущающих сил электромагнитов б, 7 задается автотрансформатором 15 (симметричное

5 регулирование). В каждой парциальной вибросистеме в интервале соответствующей полуволны ЭДС источника питания в обмотке протекает основной импульс тока, формирующий основную часть усилия

0 электромагнита, а в интервале другой (отрицательной) полуволны - ток в обмотке сохраняет направление и поддерживается ЭДС самоиндукции и ЭДС движения (ЭДС движения образуется за счет значительного

5 изменения индуктивности при изменении Зазора между частями электромагнита - при изменении зазора в сторону его уменьшения в интервале времени основного импульса тока индуктивность значительно

0 увеличивается, в индуктивности накапливается энергия за счет отбора от источника, в то время как изменение зазора с наименьшего значения в сторону возрастания за счет упругой подвески накопленная в индук5 тивности энергия гасится на омическом сопротивлении обмотки и части потенциометра). Поскольку вибрационное устройство представляет собой систему с самосинхронизирующимися колебаниями

0 массами, парциальные частоты, которые равны частоте следования импульсов возбуждающих усилий, значения которых различны, то амплитуды колебаний парциальных масс сопровождаются само5 устанавливанием определенных фазовых соотношений между колебаниями, обуславливающих возможность регулирования фазы колебаний рабочего органа,

Вибрационное устройство работает следующим образом.

В скоростном режиме работы (вибрат- ранспортирование с малым углом бросания предназначено для достижения большой скорости перемещения деталей, обеспечения безотрывного перемещения или точного ориентирования (подвижные контакты переключателя 18 установлены в положении размыкающих 19-22 (как показано на чертеже) обмотки 8 и 9 задействованы на одну полуволну напряжения источника 15 (положительную) соответственно проводимости диодов 11 и 12, основные импульсы тока протекают по элементам двух разветвлений цепи 17, 18, 11, 16 и 18, 9, 19, 12, 20, 16, а в интервале другой ( отрицательной) (полуволны в обмотках 8 и 9 поддерживается дополнительный ток за счет наведенных ЭДС, замыкаясь по элементам контуров - 27,8, 13, 28,27 и 27. 9, 22 14, 21, 29, 27, При положении подвижного контакта 27 потенциометра 10 в ситуации равенства сопротивлений плеч 28 и 29 значения дополнительных токов в обмотках 8 и 9 равные, вертикальная составляющая амплитуды колебаний активной массы 1 и угол бросания равны нулю Перемещение подвижного контакта 27 в сторону уменьшения сопротивления плеча 28 соответствует увеличению значения дополнительного тока в обмотке 8 и одновременному уменьшению дополнительного тока в обмотке 9, следовательно, увеличению возмущающего усилия электромагнита 6 и одновременному уменьшению усилия электромагнита 7, обуславливающее формирование вертикальной составляющей амплитуды коле- ба ний массы 1 и угол бросания соответственно направлению наклона упругой подвески 4 первой парциальной вибросистемы с массой 2, которая становится ведущей, а другая парциальная вибросистема с массой 3 - ведомой. При необходимости противоположного направления вибротранспортирования подвижный контакт 27 потенциометра 10 относительно среднего положения перемещают в сторону уменьшения плеча 29 и далее аналогично предыдущей выкладке регулирования. Таким образом, варьированием значений частей 28, 29 потенциометра 10 и автотрансформатора 15 устанавливается оптимальный параметр работы устройства в данном режиме. В режиме встряхивания-просеивания (вибротранспортирование с большим углом бросания и малой скорости перемещения предназначено для сортировочных операций сбрасывания неправильно ориентированных деталей, галтовки), подвижные контакты переключателя 18 установлены в положении замыкающих 23-26, обмотки 8 и 9 задействованы соответственно на положительную и отрицательную полуволны напряжения источника 15 соответственно

проводимости диодов 11 и 12, основные импульсы тока протекают по элементам двух разветвлений цепи - 17, 8, 11, 16 и 16, 23, 12, 24, 9, 17, а в интервалах соответственно

0 отрицательной и положительной полуволн в обмотках 8 и 9 поддерживается дополнительный ток за счет наведенных ЭДС, замыкаясь по элементам контуров 27,8, 13,28,27 и 27, 29, 26, 14, 25, 9, 27. При положении

5 подвижного контакта 27 потенциометра 10 в ситуации равенства сопротивлений плеч 28 и 29 значения дополнительных токов в обмотках 8 и 9 равные, горизонтальная составляющая амплитуды колебаний актив0 ной массы 1 равна нулю, а угол бросания - г/2. Перемещение подвижного контакта 27 в сторону уменьшения сопротивления плеч 28 соответствует увеличению значения дополнительного тока в обмотке 8 и

5 уменьшению дополнительного тока в обмотке 9, следовательно, увеличению возмущающего усилия электромагнита 6 и уменьшению усилия электромагнита 7, обуславливающее формирование горизон0 тальной составляющей амплитуды колебаний массы 1 и угол бросания соответственно направлению наклона упругой подвески 4 первой парциальной вибрационной системы с массой 2, которая

5 считается ведущей, а вторая парциальная вибросистема с массой 3 - ведомой. При необходимости противоположного направления вибротранспортирования подвижный контакт 27 потенциометра 10

0 относительно среднего положения перемещают в сторону уменьшения плеча 29 и далее аналогично предыдущей выкладке регулирования в режиме, встряхивания - просеивания, Таким образом, варьирова5 нием значений частей 28, 29 потенциометра 10 и автотрансформатора 15 устанавливается оптимальный параметр работы устройства в данном режиме.

Повышение эффективности и нагрузоч0 ной конструкции обеспечивается формированием оптимальных значении фазы, амплитуды колебаний и угла бросания в паре лоток-деталь рабочего органа в требуемом режиме путем соответствующего

5 перераспределения рекуперативной энер- гии от ЭДС самоиндукции и ЭДС движения между парциальными вибросистемами устройства за счет включения потенциометра, номинал которого определяет диапазон регулирования параметра (угол бросания, фаза) и вместе с тем степень рекуперации

энергии в контурах электромагнитов парциальных вибросистем, первым и вторым плечами в контуры образования токов подмагничивания, определяет относительное распределение указанной рекупераци- онной энергии между вибровозбудителями в функции оптимизации отмеченного параметра с учетом самосинхронизации колебаний парциальных масс, при которой амплитуды колебаний масс сопровождают- ся самоустановлением определенных фазовых соотношений между колебаниями.

Формула изобретения Вибрационное устройство, содержащее активную и две промежуточные массы, две упругие подвески, расположенные с противоположными углами наклона, два цент рально размещенных электромагн а вибровозбудителя, первый и второй диоды, потенциометр, подвижный контакт которого соединен с подвижным контактом автотрансформатора, и переключатель режимов с размыкающим и замыкающими контактами, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности и нагрузочной способности, в него дополнительно введены третий и четвертый диоды, а переключатель режимов выполнен на четырех переключателях, переключающие контакты которых соединены попарно через соответствующие диоды, размыкающие контакты первого и четвертого переключателей и замыкающие контакты второго и третьего переключателей объединены и подключены к первому выводу обмотки первого вибровозбудителя, замыкающий контакт первого и размыкающий контакт второго переключателей подключены к первому выводу потенциометра, размыкающий контакт третьего и замыкающий контакт четвертого переключателей подключены к катоду первого диода и неподвижному выводу автотрансформатора, аноды первого и второго диодов подключены к первому выводу обмотки второго вибровозбудителя, вторые выводы первого и второго вибровозбудителей объединены и подключены к подвижному контакту потенциометра, второй вывод которого подключен к катоду второго диода.

Изобретение относится к вибрационной технике Сущность изобретения устройство содержит активную и две промежуточные массы, две упругие подвески расположенные с противоположными углами наклона два центрально размещенные электромагнита вибровозбудителя три диода потенциометр подвижный контакт которого соединен с подвижным контактом автотрансформатора, переключатель режимов выполненный на четырех переключателях переключающие контакты которых соединены попарно через соответствующие диоды Размыкающие контакты первого и четвертого переключателей и замыкающие контак ты второго и третьего переключателей объединены и подключены к первому выводу обмотки первого вибровозбудителя замыкающий контактпервого и размыкающий контакт второго переключателей подключены к первому выводу потенциометра размыкающий контакт третьего и замыкающий контакт четвертого переключателей подключены к катоду первого диода и неподвижному выводу автотрансформатора аноды первого и второго диодов подключены к первому выводу обмотки второго вибровозбудителя вторые выводы первого и второго вибровозбудителей объединены и подключены к подвижному контакту потенциометра второй вывод которого подключен к катоду второго диода 1 ил сл С

-J--t- - t- | |„д

Js$+-p

27

/

9

23

пги