Параметрическое резонансное вибрационное устройство Советский патент 1992 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к вибрационной технике и может найти применение в тех отраслях промышленности, где используются механические колебания.

Вибрационные устройства используются для возбуждения колебаний в различных устройствах от вибростендов, применяемых для испытаний продукции, до различных транспортных механизмов, применяемых для подачи деталей из бункеров и контейнеров в машиностроении.

Известен электромагнитный возбудитель колебаний, содержащий корпус, в котором размещен механизм регулировки жесткости пружин, выполненный в виде дифференциального винта и подвижных контейнеров, к которым прикреплены пружины сжатия-растяжения, электромагнит и рабочий орган, снабженный датчиком тока, соединенным с входом с электромагнитом, датчиком механических колебаний, соединенным с рабочим органом, фазовым дискриминатором, причем выходы обоих датчиков, соединены с входами фазового

дискриминатора, выход которого подключен к исполнительному элементу механизма регулировки жесткости пружин.

Недостатком данного устройства является использование в его работе явления вынужденного резонанса, которое предлог лагает подачу энергии в колебательный контур прямым путем, что ведет к большим конструктивным сложностям исполнения данных устройств, для настройки контура в резонанс необходимы дополнительные механизмы и устройства для их управления.

Наиболее близким по технической сущности является параметрическое вибрационное устройство, содержащее основание, закрепленные на нем опорные пружины, жестко соединенный с ними рабочий орган, кинематически связанный с ним приводной вал, различной изгибной жесткости по его длине, выполненный из соосных частей и жестко закрепленных между ними по одной плоскости плоских ленточных пружин, установленных перпендикулярно одна к другой по оси вала. Недостатком данного устройстS

fe

VJ

00

о

00

ел

Оч

53 является конструктивная сложность и сложность изготовления приводного вала, а также наличие динамических (ударных) нагрузок на приводное устройство и, как следствие, низкая долговечность.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности настройки на резонансную частоту. Указанная цель достигается тем, что введены вертикальные направляющие, электромагниты и пружи- ны, рабочий орган установлен в вертикальных направляющих, снабжен датчиком обратной связи и имеет сквозные отверстия по числу пружин, причем пружины попарно связывают электромагниты и установлены в отверстиях рабочего органа соосно электромагнитам, электрически соединенным с выходами блока управления, первые входы которого соединены с датчиками обратной связи, а вторые входы являются входами установки параметров колебаний.

На фиг. 1 и 2 изображены две проекции параметрического резонансного вибрационного устройства и устройства управлёния электромагнитами.

Устройство содержит аксиально расположенные приводные электромагниты 1 и пружины 2, рабочий орган 3 с вертикальными направляющими 4, датчики обратной связи 5, устройство управления электромаг- нитами 6, имеющие входы для задания параметров необходимых колебаний и основание 8. Электромагниты могут иметь втяжные сердечники, выполненные в виде постоянных магнитов.

Устройство управления электромагнитами представляет собой две схемы сравнения: схема 12 сравнения заданной и измеренной амплитуды и схемы 9 сравнения заданной и измеренной частоты; две схемы поиска по критерию максимальной амплитуды оптимальных значений: схема 10 поиска оптимальной частоты и схема 13 поиска оптимальной амплитуды; генератор 11 подкачки, усилители 7, электромагниты 1, датчики 5 обратной связи амплитуды и частоты.

Устройство управления состоит из схемы сравнения 9, схемы сравнения 12, схемы поиска оптимума 10, схемы поиска оптиму- ма 13, генератора подкачки 11.

Работа устройства основана на поиске оптимальных значений амплитуды и частоты электрических колебаний по критерию максимальной амплитуды механических ко- лебаний устройства. Причем этим достигается точная настройка системы на резонанс. Грубую настройку проводят механическим перемещением электромагнитов 1 по основанию 8 перед включением устройства, при этом меняют шаг пружины 2 - параметр колебательного контура устройства.

Точная настройка проводится автоматически; после грубой настройки вручную перемещением электромагнитов 1 по основанию 8 и установки заданной амплитуды и частоты, схемы 12 и 9 сравнения производят сравнение заданных и измеренных амплитуды и частоты и величины рассогласования Af и ДА подаются на схемы 13 и 10 поиска оптимальных значений амплитуды и частоты по критерию оптимальности - максимальной амплитуды колебаний, полученные оптимальные значения амплитуды и частоты настраивают генератор 11 подкачки на эти параметры, генератор подкачки через усилители 7 питает оптимальными параметрами электромагниты 1, которые в свою очередь растягивая пружины 2 меняют их параметр-шаг пружины, а следовательно их жесткость, при этом возникают вертикальные колебания рабочего органа 3, параметры колебаний которого измеряются датчиками 5 обратной связи, и результаты измерения подаются на схемы сравнения 9, 12 и, пока система автоматически не войдет в резонанс, операция повторится автомати: чески. После этого система будет автоматически поддерживать этот резонансный режим.

Такая схема настройки повышает как быстродействие системы за счет автоматической настройки резонансного контура системой автоматического регулирования, так и точность за счет применения системы обратной связи и схем поиска оптимальных значений.

Формула изобретения

Параметрическое резонансное вибрационное устройство, содержащее основание, рабочий орган и связанный с ним блок управления, отличающееся тем. что. с целью повышения быстродействия и точности настройки на резонансную частоту, в него введены вертикальные направляющие, электромагниты и пружины, рабочий орган установлен в вертикальных направляющих, снабжен датчиками обратной связи и имеет . сквозные отверстия по числу пружин, причем пружины попарно связывают электромагниты и установлены в отверстиях рабочего органа соосно с электромагнитами, электрически соединенными с выходами блока управления, первые входы которого соединены с датчиками обратной связи, а вторые входы являются входами установки параметров колебаний.

Использование: вибрационное устройство используется для возбуждения колебаний в различных устройствах от вибростендов до различных транспортных механизмов. Сущность изобретения: параметрическое резонансное вибрационное устройство содержит закрепление аксиально цилиндрическим пружинам приводные электромагниты, управляемые от устройства управления в зависимости от сигналов датчика обратной связи, установленного на рабочем органе, причем рабочий орган имеет вертикальные направляющие, а устройство управления имеет вход для задания параметров колебаний. 2 ил.