Вибрационная транспортирующая машина Советский патент 1992 года по МПК B65G27/24 

Фиг.г

Изобретение относится к вибротранспортной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при транспортировке сыпучих материалов.

Известен вибрационный конвейер 1, содержащий установленный на раме желоб и электромагнитный возбудитель колебаний, включающий закрепленный на нем якорь и установленный на раме электромагнит, соединенный с источником питания. Электромагнит выполнен из нескольких катушек возбуждения, подключенных к источнику через систему управления, якорь расположен внутри катушек возбуждения и состоит из чередующихся ферромагнитных и немагнитных вставок.

Такая конструкция вибрационного конвейера позволяет изменять параметры колебаний при настройке технологического режима, однако из-за отсутствия упругих элементов в нем нет возможности реализовать резонансный режим работы. Это вынуждает повышать мощность электромагнита и затрачивать усилия не только на компенсацию потерь в машине, а на замедление, реверсирование и ускорение желоба в каждом цикле, что снижает производительность вибрационного конвейера.

Прототипом предлагаемого изобретения является вибрационное транспортирующее устройство 2.

Оно состоит из грузонесущего органа, упругих связей, соединяющих грузонесу- щий орган с фундаментом, и электромагнитного вибровозбудителя с обмоткой возбуждения и двумя силовыми обмотками - основной и дополнительной и источника напряжения постоянного тока.

Недостатком указанного устройства является низкая производительность в виду того, что наряду с электромагнитной движущей силой в нем имеет место электромагнитная противодействующая сила. При увеличении скорости рабочего органа растет движущая сила и одновременно возрастает противодействующая, при этом результирующая сила составляет 30% от электродвижущей силы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности ма- шин за счет увеличения удельного выходного усилия.

Поставленная цель достигается тем, что вибрационная транспортирующая машина содержит установленный на упругих элементах рабочий орган, электромагнитный возбудитель колебаний с обмоткой возбуждения и двумя силовыми обмотками - основной и дополнительной, и источник напряжения постоянного тока.

Новизной изобретения является снабжение машины дополнительной обмоткой возбуждения, соединенной с дополнительной силовой обмоткой параллельно и встречно, при этом основная и дополнительная обмотки возбуждения соединены последовательно друг с другом и источником 0 напряжения постоянного тока.

В литературе известны электродинамические вибраторы, содержащие обмотку возбуждения на реактивной части и силовую обмотку на активной части 3. Однако, 5 они не могут работать в автоколебательном режиме. Для этого им нужен генератор с системой управления, поэтому прямое использование электродинамического вибратора не приводит к повыше- 0 нию стабильности колебаний.

В литературе также известны устройства, обеспечивающие работу вибротранспортной машины в автоколебательном режиме, например, электровибрационное 5 устройство к загрузочному бункеру ..содержащее электромагнит с силовой обмоткой, датчик вибрации и систему управления, обеспечивающую автоколебательный режим работы. Однако наличие системы уп- 0 равления повышает стоимость и снижает надежность устройства.

Таким образом, в литературе не обнаружены технические решения, которые со- держали бы сходные отличительные 5 признаки порознь или в их сочетании, поэтому предлагаемое изобретение обладает в совокупности признаков новизной и существенными отличиями.

На фиг. 1 изображена вибрационная О транспортирующая машина, вид сбоку; на фиг. 2 - электромагнитный возбудитель колебаний, продольный разрез; на фиг. 3 - электрическая схема соединения обмоток электромагнитного возбудителя колебаний; 5 на фиг. 4 - электрическая схема замещения устройства.

Вибрационная Транспортирующая машина содержит рабочий орган 1, соединяющийся с фундаментом упругими связями 2 и 0 электромагнитный возбудитель колебаний 3, активная часть которого (якорь) 4 крепится к рабочему органу посредством штока 5, а реактивная часть 6 к фундаменту. На реактивной части 6 размещены две обмотки воз- 5 буждения - основная 7 и дополнительная 8. В рабочих воздушных магнитных зазорах 9 и 10 соответственно обмоток 7 и 8 размещены силовые обмотки - основная 11 и дополнительная 12, так что ток в обмотке 11 взаимодействует с полем обмотки 7. а ток в

обмотке 12 с полем обмотки 8. Силовые обмотки закреплены на активной части 4. 06- мотки возбуждения 7 и 8 соединены последовательно друг с другом и с источником напряжения постоянного тока. Силовая обмотка 11 соединена параллельно и согласно обмотке возбуждения 11, а силовая обмотка 12 соединена параллельно и встречно обмотке возбуждения 8.

Обмотки 7, 8 и 11,12, а также их магнитные системы выполнены идентичными.

Устройство работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения в обмотках 7, 8, 11 и 12 начинают протекать токи и в реактивной и активной частях электромагнитного возбудителя колебаний появляются магнитные потоки Ф1 и , показанные на фиг. 2 пунктиром. В результате взаимодействия потоков Фт стоком h в обмотке 11 и потока Ф2 с током г а обмотке 12 появляются две электродинамические силы FI и F2, направление действия которых определяются правилом левой руки. Так как обмотки 7 и 11 соединены согласно, а обмотки 8 и 12 встречно, то независимо от полярности подключения обмоток, силы FI и FZ направлены в противоположные стороны. Величина этих сил определяется по закону Ленца:

Fi Bi «Ц Ч С1 -IBi -h -| CF -IBr И;

F2 В2 te I - CI 1В2 |2 I CF 1В2 12 , (1)

где Bi, 62 - магнитная индукция в зазорах 9, 10 соответственно;

hi 12 - токи в обмотках 11,12 соответственно;

I -длина провода обмоток 11, 12, находящихся в воздушном зазоре;

Cf - коэффициент пропорциональности между индукцией в зазоре и током в обмотке возбуждения.

Так как электрические и магнитные параметры двух групп обмоток 7, 11 и 8, 12 выполнены идентичными, то при неподвижном рабочем органе 1 IBi IB2, И 12, и электродинамические силы FI и F2, действующие на активную часть 4 со стороны силовых обмоток 11 и 12, взаимно уравновешены, и устройство находится в равновесии.

При смещении рабочего органа 1 в любую сторону, например, в сторону действия силы FI со скоростью v, витки силовых обмоток пересекают силовые магнитные линии потоков Ф1 и Ф2 в зазорах 9 и 10, и в них наводится э.д.с. самоиндукции стремящаяся уменьшить ток И, в обмотке 11 и увеличить ток z в обмотке 12:

h Bi I v-Cfe- IBi v

12 62 I v Cl IB2 v (2)

Электрическая схема замещения уст- 5 ройства показана на фиг. 4. Уравнения электрического равновесия для этой цепи имеет вид:

J

Ui h

IBi Ui/RB,:

1)2 12 Г - 2 h

iB2 U2/RB

M + iBl l2 + iB2

IH + U2 U

r+CI r-CI

IBi IB2

(3)

Решая эту систему, определим токи в обмотках И, l2, iB, IB2, а затем, подставив их значения в (1), найдем силы, действующие на активную часть

Fl . CFU2 (+г + (Ве-С1-у)

4 (R. + г)2 R 1 г

|2 .(Рв + г - CI v)2(RB - CI v) 4 (Ra + rf R i r

F2 - CFU

Fpe3 Fi-F2 2 CpU2 -С х

(4)

X V

Ri-r2

(Cl v)2

4(RB + rfR I r

Видно, что благодаря указанному соединению обмоток, при движении активной части 4 в любую сторону со скоростью v

э.д.с. самоиндукции, наводимая в обмотках 11 и 12 перераспределяет токи таким образом, что сила, совпадающая с направлением движения растет, а противоположная уменьшается. Результирующая сила электромагнитного возбудителя колебаний 3 при этом направлена в сторону движения, ускоряя его.

Таким образом, независимо от положения рабочего органа 1 результирующая сила

электромагнитного возбудителя колебаний 3 всегда равна нулю при остановке рабочего органа 1 и является ускоряющей при его движении в любую сторону.

Для пуска машины необходим начальный импульс, выполняемый известными способами, например, кратковременным шунтированием одной из обмоток. После сообщения рабочему органу 1 начальной скорости в любую сторону результирующая

сила электромагнитного возбудителя колебаний 3 ускоряет его.

Однако при движении активной части 4 рабочий орган 1 отклоняется от положения равновесия, и появляется возвращающая сила Fynp, вызванная деформацией основii tx упругих связей . Эта сила растет и а конце концов останавливает рабочий орган 1 в крайнем положении.

При остановке рабочего органа 1 и, соответственно, активной части 4 электро- магнитный возбудитель колебаний 3 независимо от места остановки результирующая сила Ррез. становится равной нулю, и под действием силы Рупр. рабочий орган 1 начинает движение назад. Как уже было показа- но, при этом появляется ускоряющая сила Ррез. и цикл повторяется,

В предлагаемом изобретении по сравнению с прототипом при увеличении скорости рабочего органа в любую сторону токи в обмотках перераспределяются таким образом, что сила, совпадающая с направлением движения увеличивается, а противоположная направлению движения уменьшается. Благодаря этому результирующая сила со- ставляет 70% движущей, что обеспечивает

увеличение выходного усилия в 2,33 раза и, соответственно повышение производительности вибротранспортирующей машины. Формула изобретения Вибрационная транспортирующая машина, содержащая установленный на упругих элементах рабочий орган, электромагнитный возбудитель колебаний с обмоткой возбуждения и двумя силовыми обмотками - основной и дополнительной, и источник напряжения постоянного тока, о т- личающзяся тем, что, с целью повышений производительности машины за счет увеличения удельного выходного усилия, она снабжена дополнительной обмоткой возбуждения, соединенной с дополнительной силовой обмоткой параллельно и встречно, при этом основная и дополнительная обмотки возбуждения соединены последовательно друг с другом м с источником напряжения постоянного тока.

Использование: при транспортировке различных грузов с целью повышения производительности за счет увеличения удельного выходного усилия. Машина содержит установленный на упругих элементах рабочий орган и электромагнитный возбудитель колебаний. На реактивной части 6 последнего размещены основная 7 и дополнительная 8 обмотки возбуждения. В рабочих воздушных магнитных зазорах обмоток возбуждения размещены силовые основная 11 и дополнительная 12 обмотки. Последние расположены с возможностью взаимодействия тока в обмотке 11с полем обмотки 7, а токи обмотки 12с полем обмотки 8. Обмотки возбуждения соединены последовательно друг с другом и с источником напряжения постоянного тока. Силовая обмотка 11 соединена параллельно и согласно обмотке 7 возбуждения, а силовая обмотка 12 соединена параллельно и встречно обмотке 8 возбуждения. При увеличении скорости рабочего органа в любую сторону токи в обмотках перераспределяются таким образом, что сила, совпадающая с направлением движения, увеличивается, противоположная направлению движения уменьшается. 4 ил. (Л С

ФЮ.4