Резонансная вибромашина Советский патент 1976 года по МПК B24B31/06 

1

Изобретение относится к оборудованию для вибрационной обработки деталей машин и приборов.

Известны резонансные вибромашины с электромагнитным приводом, содержашие контейнер и реактивную раму, связанные через резиновые упругие элементы с неподвижными стойками, причем электромагниты и якори привода закреплены соответственно на реактивной раме и контейнере.

Целью изобретения является упрощение настройки вибромашины на околорезонансный режим работы при расположении привода по торцам контейнера.

Достигается это тем, что электромагниты приводов и контейнер стянуты установленным вдоль продольной оси вибромашины стержневым упругим элементом, концы которого введены в крышки электромагнитов и снабжены регулировочными гайками.

На фиг. 1 схематично представлена описываемая установка, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - электросхема включения обмоток вибратора.

Вибромашина имеет цилиндрический контейнер 1, опираюш,ийся на две неподвижные стойки 2 через резиновые упругие элементы 3, установленные на торцах контейнера и поверхностях стоек, обращенных к контейнеру.

К противоположным поверхностям стоек через аналогичные резиновые элементы 4 крепятся корпуса 5 электромагнитов.

Кроме того, корпуса 5 связаны с цилиндрическим контейнером круглым в сечении стержневым упругим элементом - стержнем 6, расположенным по оси контейнера в трубе 7, яBv яющeйcя частью )сонтейнера и выступающей за его торцы.

Средняя часть стержня 6 закреплена в середине трубы штифтами 8.

Корпуса 5 электромагнитов закрыты крышками 9, надетыми на концы стержня через цанги 10, служащие для исключения люфтов в соединении крышка-стержень.

Коническая поверхность цанг сопряжена с конусом крышек, а внутренняя, цилиндрическая - по скользящей посадке с поверхностью стержня. Цанги снабжены фланцами, в которые вкручены винты 11, пропущенные через отверстия в крышках 9. Крышки корпусов вибраторов, резиновые элементы, стойки и контейнер стянуты гайками 12, навинченными на концы стержня.

Резиновые упругие элементы оказываются при этом предварительно сжатыми. В этом положении крышки зафиксированы на стержне цангами, затянутыми винтами 11. Корпуса 5 электромагнитов жестко связаны между собой тягами 13, расположенными вдоль контейнера и образуют вместе с ними реактивную раму вибромашины.

Крепление тяг к корпусал осуществляется винтами 14, нроходящими через нродольные сквозные пазы в тягах. Стойки 2 вибромашины закрепляются на основании 15 винтами 16, нроходяш,нми через сквозные назы в стойках.

Электромагнитный привод вибромашины выполнен в виде закрепленных в корпусах 5 кольцевых электромагнитов 17, во внутренних пазах каждого из которых размещены с угловым шагом 60° шесть обмоток 18. Коаксиально с электромагнитами с кольцевым зазором по отношению к ним на трубе 7 закреплены кольцевые якоря 19.

Каждые две противоположно расположенные (под углом 180°) обмотки 18 (фиг. 4) включены в одну из фаз Л, S, С и нуль трехфазной сети по двухполупериодной схеме выпрямления, образованной диодами 20, включенными в каждую из фаз через реостаты 21, причем для каждой пары обмоток, включенных в одну фазу, диоды включены противоположно.

Таким образом, две противоположные обмотки электромагнита образуют с якорем двухтактный вибратор. Образованные шестьЕо обмотками три двухтактных вибратора расположены под углом 120°. Обмотки правого и левого вибраторов, расположенные симметрично относительно поперечной плоскости симметрии мащины, включены в одну и ту же фазу с одинаковым направлением включения диода.

Описываемая машина представляет собой двухмассовую колебательную систему, одной из масс которой является контейнер с якорями (рабочая масса), а другой-реактивная рама (корпуса с электромагнитами, крышками и тягами).

Суммарная жесткость резиновых элементов на сдвиг и изгибная жесткость стержня подобраны так, что частота собственных поперечных колебаний двухмассовой системы близка к частоте колебаний напряжения трехфазной сети.

При включении обмоток в трехфазную сеть, в каждой из них в течение половины периода колебания напряжения в сети возникает переменное магнитное поле, создающее силу взаимодействия между электромагнитом и якорем.

При двухполупериодной схеме выпрямления возмущающая сила, создаваемая одной из обмоток пары, сдвинута во времени по отношению к возмущающей силе противоположной обмотки на половину периода колебаний напряжения в сети. Сдвиг напряжепий в каждой из фаз трехфазной сети на Уз периода приводит к аналогичному сдвигу возмущающих сил, создаваемых обмотками с одинаковыми направлениями включения диода, включеиными в различные фазы трехфазной сети.

Эти фазовые сдвиги возмущающих сил в

сочетании с расположением вибраторов под углом 120° друг к другу приводят при одинаковых сопротивлениях реостатов к колебаниям якоря по круговой траектории. В связи с одинаковым включением симметричных относительно поиеречной плоскости симметрии обмоток правого и левого вибраторов силы их взаимодействия будут синфазны. Под действием круговых колебаний якорей в вибромашине возникают круговые резонансные колебания ее масс так, что рабочая масса (контейнер и якорь) движется в противофазе с реактивпой рамой (корпуса с электромагнитами и тяги). При этом стержень 6 изгибается, а резиновые упругие элементы работают на сдвиг (одна плоскость резинового элемента смещается относительно Другой).

В соответствии с тем, что в двухмассовой

системе амплитуда колебаний обратно-пропорциональна массам, суммарная масса корпусов электромагнитов и тяг выполняется больнюй суммарной массы контейнера с якорями, чем обеспечивается более высокая амплитуда колебаний контейнера.

Вследствие противофазных колебаний коптейиера и реактивной рамы вибромашины резиновые элементы 3 и 4 сдвигаются в противоположных направлениях так, что усилия

деформаций их сдвига, приложенные к стойке, направлены в противоположные стороны. Выбором толцл,ины элементов в соотношении обратно-про.порциональном массам, обеспечивается равенство усилий деформации и тем

самым неподвижность стоек.

При различных сопротивлениях реостатов 21 модуль возмущающей силы будет меняться, что приведет к траектории колебания контейнера, отличной от окружности. Меняя сопротивление реостатов, можно регулировать форму траектории. Если изменить в одном из электромагнитных приводов порядок включения фаз, возмущающие силы правого и левого электромагнитных приводов будут сдвинуты по фазе, вследствие чего возникнут пространственные колебания контейнера (ось контейнера будет совершать поворотные колебания в двух плоскостях).

Пастройка вибромашины на околорезоиансный режим работы осуществляется плавным изменением жесткости резиновых упругих элементов за счет увеличения (уменьшения) их площади и уменьшения (увеличения) толщины путем сжатия (отпускания). Проводится она в следующем порядке. Отпускаются винты 11, чем освобождаются цанги 10 и расфиксируются крышки 9 относительно стержня 6. Затем отпускаются винты 14 тяг и винты 16 стоек. Поворотом гаек 12 осуществляется необходимое сжатие или отпускание резиновых элементов. При этом тяги могут смещаться относительно корпусов вибраторов, а стойки относительно основания. После завершения регулировки крышки фиксируются

относительно стержня винтами 11, а винтами

14 и 16 закрепляются тяги и стойки. В связи с расположением электромагнитных приводов по торцам контейнер может быть выполнен в внде одной секции, что в два раза увеличивает его размеры при прочих равных условиях (установленной мощности, габаритах, режиме колебаний и т. д.). Это позволяет увеличить габариты обрабатываемых деталей. Установка стержневого упругого элемента вдоль машины, стягивающего через резиновые упругие элементы контейнер и электромагниты, существенно упрощает настройку вибромашины на околорезонансный режим работы, что расширяет область ее применения. Кроме того, установка стержневого упругого элемента повыщает усталостную прочность упругой системы или же при сохранении уровня напряжений в резиновых упругих элементах увеличивает амплитуду колебаний контейпера.

Выполнение электромагнитных приводов в виде кольцевых электромагнитов с тремя парами обмоток, установленных под углом 120° и включенных в трехфазную сеть переменного тока, дает возможность получить круговые и эллептические колебания контейнера без применения фазорегулятора, что существенно упроп1,ает машину.

Кроме того, кольцевые электромагнит и якорь упрои;ают конструкцию электромагнитного привода за счет снижения числа деталей и унрощения их формы.

Следует отметить также, что установка зазора между электромагнитом и якорем в

(т

предложенной вибромашине nponie. чем п известно, та как сводится к устапов е о.,ио1о кольцевого зазора.

Форм у л а и 3 о б р е т е и и я

1. Резонансная вибромашина с электромагнитным приводом, содержащая контейнер и

реактивную раму, связанные через резиновые упругие элементы с неподвижными стойкалт, причем электромагниты и якори привода закреплепы соответственно на реактивной раме и контейнере, отличающаяся тем, что,

с целью упрощен 1я настро1 кп вибромашины на околорезонансный режим работы при расположении привода по торцам контейнера, электромагниты приводов и контейнер стяиуты установленным вдоль продольной вибромащипы стержневым уиругим элементом, концы которого введены в крышки электромагнитов и снабл ены регулировочными гайками.

2. Резонансная вибромашина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции электромагнитного привода, последний выиолнен в виде цельных кольцевых эле.тромагнитов с тремя парами обмоток,

установленных под углом 120° и включаемых каждая в фазу и нуль трехфазной сети, и кольцевых якорей, расположеппых коаксиал ;но с электромагнитами.

Ч Н

/5