ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР Советский патент 1971 года по МПК B28B1/93 B06B1/16 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения колебаний и может найти применение в промышленности строительных материалов, например, для уплотнения бетонных и т. п. смесей, а также в других отраслях народного хозяйства при производстве изделий с использованием вибрации.

Основное авт. св. № 255092 выдано на устройство, содержащее корпус, воздухораспределительное устройство, ударник и наковальню. Однако это устройство не обеспечивает принудительного вращения наковальни и получения изменения направленности поперечных колебаний, например, по гармоническому закону.

Предлагаемый пневматический вибратор отличается от известного тем, что в теле наковальни перпендикулярно к ее оси вращения выполнен Z-образный канал, сообщенный посредством воздухопроводящих каналов с воздухораспределительньш устройством и полостью, заключенной между наковальней и ударником.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый пневматический вибратор, продольный разрез; на фиг. 2 - схема, поясняющая изменение направленности поперечных колебаний; на фиг. 3 - графическое изображение закона изменения направленности поперечных колебаний.

Пневматический вибратор состоит из корпуса / с воздухораспределительным устройством (на чертежах не показан), каналом 2 для подачи сжатого воздуха и каналом 3 для выпуска отработанного воздуха. В полости корпуса размещен с возможностью возвратнопоступательного движения ударник 4, под которым смонтирована наковальня 5 с эксцентрично расположенным выступом 6, обращенным в сторону ударника. Опорная часть наковальни выполнена сферической, а в ее теле перпендикулярно к оси вращения О-О (см. фиг. 1) выполнен Z-образный канал 7. С одной стороны канал 7 посредством воздухопроводящего канала 8, образованного кольцевой выточкой, выполненной на наковальне, и внутренней поверхностью корпуса, сообщен с воздухораспределительным устройством и, с другой стороны, посредством каналов 9, образованных лысками, выполненными на наковальне, и внутренней поверхностью корпуса - с полостью 10, заключенной между наковальней и ударником.

Работает вибратор следующим образом.

При подаче сжатого воздуха из воздухораспределительного устройства через канал 2, воздухопроводящий канал 5, Z-образный канал 7 и каналы 9 в полость 10 ударник 4 наносит удары по выступу 6 наковальни 5 с силой Р, которая сообщает корпусу продольные колебания и создает момент MI, равный:

Mi Р-е Pi-h,

где е - плечо силы Р (кратчайшее расстояние от оси О-О до точки приложения этой силы Р);

PI - возмущающая сила, создающая поперечные колебания корпуса при взаимодействии наковальни с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса;.

h - плечо силы PI.

При отходе ударника от выступа наковальни сжатый воздух, выходя из Z-образного канала 7, создает реактивные силы с величиной Ра, которые, действуя на наковальню в двух взаимно противоположных направлениях на плече, равном /, создают вращательный момент с величиной, равной:

,

который и приводит во вращательное движение наковальню 5. При этом уравнение ее положения в каждый данный момент может быть выражено в общем виде как:

(/),

где а - угол поворота наковальни за время t. Далее, полагая, что при отходе ударника 4 от наковальни 5 последняя начнет свое вращение под действием хмомента с начальной угловой скоростью соо 0, можно получить уравнение положения наковальни, выраженное через угловое ускорение Е, т. в.:

Кроме того, рассА атривая изменение направлеипости вектора PI в прямоугольных координатах X Е Y (см. фиг. 2), следует отметить, что проекция этого вектора на ось У выразится соотношением:

у Pi-sinwt

где у - проекция вектора PI на ось У;

О) - угловая скорость вращения наковальни;t - время поворота наковальни.

и из него следует вывод, что наковальня воздействует на корпус в плоскости, перпендикулярной к продольной оси последнего, с периодической силой величины PI, изменяюш,ей свою направленность по гармоническому закону.

Предмет изобретения

Пневматический вибратор по авт. св. № 255092, отличающийся тем, что, с целью обеспечения принудительного вращения наковальни и получения изменения направленности поперечных колебаний, например, по гармоническому закону, в теле наковальни перпендикулярно к ее оси вращения выполнен Z-образный канал, сообщенный посредством воздухопроводящих каналов с воздухораспределительным устройством и полостью, заключенной между наковальней и ударником.

к,

Фив 3