Электродинамический вибратор Советский патент 1979 года по МПК B06B1/04 G01M7/00 

1

Изобретение относится к вибрационной технике и может найти применение в стендах для вибрационных и ударных испытаний изделий.

Известны электродинамические вибраторы, содержащие магнитопровод, в воздушном зазоре которого установлена на упругих мембранах подвижная катушка, жестко скрепленная со столом, на котором кренится испытуемый объект 1.

Но при испытаниях на таком вибраторе по причинам несовершенства или невозможности точной центровки испытуемого объекта на столе вибратора, несимметричности испытуемого объекта и так далее возникают поперечные колебания, что снижает точность испытаний.

Для устранения этого в вибраторы вводят центрируюшие элементы.

Наиболее близким по техническому сушеству к изобретению является электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод, стол, связанную с ним подвижную катушку, упруго подвешенную в воздушном зазоре магнитопровода, и центрируюш,ие эле2

с магнитопровоменты, связ1)1вающие

стол дом 2.

КаждыГ из центрирующих элеме1ггов представляет собой два соединенн1)| жесткой перемычкой диаметрально противоио.южных сегмента, один из которых обкатывает параллельную направлению вибрации поверхность магнитопровода, а другой - соответствую н.1ую поверхность стола вибратора. Высокая прочность центрирующих элементов нл сжатие позволяет ограничивать поперечные колебания стола вибратора.

Однако сочетание болыних контактных напряжений с вибрацией приводит к повышенному износу, коррозии и схватывашш).

Кроме того, необходимость гарантированных монтажных и тепловых зазоров для

5 нор.мальной работы таких центрирующих элементов неизбежно приводит к значительным поперечным колебаниям в области высоких частот, когда эти зазоры становятся соизмеримы с амплитудой воспроизводимых колебаний.

Целью изобретения является повьинение точности во(прО113ведения колебаний на высоких частотах нуте.м устранения поперечных колебаний подвижной катушки со столом.

Это достигается тем, что в известном электродинамическом вибраторе каждый из центрирующих элементов выполнен в виде заполненного вязкой жидкостью сильфона, связанного торцами с магнитопроводом и столом, и стержня размещенного в сильфоне и жестко связанного одним концом с магнитопроводом. При этом стержень может быть вып олнен в виде связанного с магнитопроводом большим основанием усеченного конуса с овальным поперечным сечением, малая ось которого меньще внутреннего диаметра сильфона на величину, большую удвоенного смешения сильфона относительно стержня при максимальной амплитуде воспроизводимых колебаний, и параллельно направлению этих колебаний.

,На фиг. 1 изображен электродинамический вибратор, общий вид; на фиг. 2 - продольный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б на фиг. -2.

Электродинамический вибратор содержит магнитопровод 1, стол 2, жестко скрепленный с подвижной катушкой 3, установленной в воздушном зазоре t магнитопровода 1. Стол 2 и подвижная катушка 3 удерживаются в среднем положении относительно магнитопровода 1 упругой мембраной 4 и набором радиально расположенных центрирующих элементов 5.

Каждый из центрирующих элементов 5 выполнен в виде заполненного вязкой жидкостью сильфона 6 и размещенного в нем стержня 7. Сильфон 6 одним торцом соединен герметично со столом 2, а другим - с магнитопроводом 1.

Стержень 7 может быть выполнен в виде усеченно1-о конуса, крепящегося к магнитопроводу 1 больщим основанием с переменным овальным поперечным сечением, малая ось d которого меньше внутреннего диаметра di сильфона 6 на величину, большую удвоенного смещения сильфона относительно стержня 7 при максимальной амплитуде воспроизводимых колебаний, и параллельна направлению этих колебаний. Зазор It между стержнем 7 и столом 2 регулируется при помощи прокладок 8. Сильфон 6 и стержень 7 выполнены из материалрв с хорошей теплопроводностью, например металлов. В, качестве вязкой жидкости может быть применен глицерин.

Размеры и форма стержня 7 выбираются из условия максимальной, жесткости, минимального количества жидкости в сильфоне 6 и отсутствия взаимного касания сильфона и стержня цри продольных колебаниях стола 2.

При подаче электрического сигнала в подвижную катушку 3, находящуюся в постоянном магнитном поле магнитопровода 1, возникает электродинамическая сила. Подвижная катушка 3, деформируя упругую мембрану 4, смещается в направлении действия электродинамической силы вместе с укрепленным на ней столом 2. При этом стол 2 смещается относительно стержня 7, деформируя сильфов 6. При колебаниях сильфона б заполняющая его вязкая жидкость перетекает по зазорам между ним и стержнем 7.

Поперечным колебаниям стола 2 оказывает упругое сопротивлейие сильфон 6, и упруго-вязкое сопротивление вязкой жидкости в зазоре t.

Зазор ( рсегда заполнен вязкой жидкостью под давлением. Благодаря этому имеется жесткая в поперечном направлении связь с высокой демпфирующей способностью, оказывающая большое сопротивление при любых амплитудах поперечньгх колебаний, в том числе при малых амплитудах на высоких частотах. При этом с ростом частоты сопротивления вязкой жидкости динамическому сжатию в зазоре 1 также увеличивается. Сопротивление вязкой жидкости на сдвиг в зазоре li при продольных колебаниях стола 2 незначительно и не влияет существенно на эти колебания.

В предлагаемом вибраторе сочетаются преимущества вибраторов с гидростатическими подшипниками и жесткими упорами. Поперечная жесткость предлагаемых центрирующих элементов возрастает с повышением частоты испытаний. Это и наличие хорощего демпфирования поперечных колебаний жидкостью позволяет уменьщить поперечныеКолебания в области высоких температур.

Формула изобретения

1.Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод, стол, связанную с ним подвижную катушку, упруго подвешенную в воздушном зазоре магнитопровода, и центрирующие элементы, связывающие стол с магнитопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения колебаний на высоких частотах путем устранения поперечных колебаний подвижной катущки со столом, каждый из центрирующих элементов выполнен в виде заполненного вязкой жидкостью сильфона, связанного торцами с магнитопроводом и столом, и стержня, размещенного в сильфоне

и жестко связанного одним концом с магнитопроводом.

2.Вибратор по п. 1, отличающийся тем, что стержень выполнен в виде связанного с магнитопроводом больщим основанием усеченного конуса с овальным поперечным ceчением, малая ось которого меньше внутреннего диаметра сильфона на величину, большую удвоенного смешения сильфона относительно стержня при максимальной амплитуде воспроизводимых колебаний, и параллельна направлению этих колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 185522, кл. G 01 М 7/00, 1965.

2.«Случайные колебания. Под ред.

С. Кренделла, М., «Мир, 1967, с. 296.