Генератор механических колебаний Советский патент 1982 года по МПК B06B1/04 

(4) ГЕНЕРАТОР МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к электродинамическим генераторам колебаний, и может быть использовано для испытаний надежности приборов и материалов на вибропрочность и виброустойчивость, в технике обработки металлов давлением, резанием и сваркой.

Известен электродинамический возбудитель продольных и крутштьных колебаний, содержащий магнитопровод с кольцевым воздушным зазором, катушку подмагничивания и подвижную систему, включающую расположенную- в воздушном зазоре магнитопровода цилиндрическую катушку возбуждения продольных колебаний и катушку возбуждения крутильных колебаний 1.

Недостатком указанного электродинамического возбудителя колебаний является само расположение катушек возбуждения в подвижной системе, что уменьшает надежность устройства, так как интенсивность отказа вибрирующих катушек (разрушение и пробой изоляции) больше по сравнению с неподвижными катушками возбуждения.

Кроме этого, такое расположение усложняет конструкцию подвижной системы и всего устройтсства в целом, в частности затруднен подвод напряжения питания из-за вибрации проводов, приводящих к их быстрому излому, а также конструкция этого возбудителя усложнена за счет наличия нескольких обмоток возбуждения.

Наиболее близким к предлагаемому является электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод, обмотку возб) ждения, намотанную на центральный стер жень, по обе стороны от которого с зазором расположены магнитные полюса с обмотками подмагничивания и подвижный 15 элемент в виде полого цилиндра, коаксиально размещенного в зазоре 2.

Однако известное устройство имеет малые функциональные возможности, а именно наличие у вибрирующего элемента толь20ко одной степени свободы в продольном направлении (вдоль центрального стержня).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей генератора за счет получения продольно-крутильных колебаний и повышение коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что в боковой стенке полого цилиндра выполнены под углом к его оси окна, через которые пропущен целтральный стержень, при этом участки боковой поверхности цилиндра расположены против полюсов.

Магнитные полюса выполнены со скосом под углом, равным углу скоса окон в цилиндре..

На фиг. 1 представлен генератор колебаний, поперечный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - пересечение полого цилиндра с центральным стержнем.

Генератор механических колебаний состоит из магнитопровода 1, обмотки 2 возбуждения переменного тока, являющейся по существу первичной обмоткой трансформатора, намотанной на центральный стержень 3 магнитопровода, выполненного из листов электротехнической стали, содержащего магнитные полюса 4 с обмоткой 5 подмагничивания (питаемой постоянным током), которые могут быть выполнены со скосом, повторяющим угол ft - угол между образующей полого цилиндра 6, имеющего окна, например, в виде параллелограммов на развертке боковой поверхности цилиндра, причем две стороны каждого из параллелограммов перпендикулярны к образующей цилиндра, представляющего собой короткозамкнутый виток (вторичную обмотку трансформатора), который состоит из двух круглых оснований, жестко соединенных с двумя скошенными и вогнутыми пластинами, и закреплены на валу 7 размещением в подщипниках 8 (либо осевых, либо скольжения) корпуса 9.

Указанное расположение вала в подшипниках дает ему две степени свободы: возможность вращения и продольного перемещения вдоль оси.

Угол у8 лежит в пределах О /. 90°, так как конструктивно и теоретически невозможно достичь перпендикулярности к образующей полого цилиндра всех сторон параллелограмма.

Генератор колебаний работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на обмотку 5 подмагничивания и переменного напряжения на обмотку 2 возбуждения создается условие нахождения проводника с переменным током в постоянном магнитном поле, на который действует переменная толкающая сила F, перпендикулярная наведенному переменному току в проводнике.

В данном случае постоянное магнитное поле возникает в двух рабочих зазорах.

между магнитными полюсами 4 и центральным стержнем 3 магнитопровода 1, а роль проводника играют участки полого цилиндра 6, перемещение в этих рабочих зазорах, составляющие короткозамкнутый виток.

Благодаря углу /5 и двум степеням свободы вала 7, жестко связанного с ним коррткозамкнутого витка, F разлагается на две соответствующие силы: Fnp продоль{1ых и FKP крутильных колебаний (фиг. 3), соответствующих F, характеризующую сложные продольно-крутильные колебания (винтовые).

Указанное выполнение вторичной обмотки и ее взаимное расположение с центральным стержнем позволяет расширить функциональные возможности известных генераторов, служащих в качестве приводов вибростендов, виброконвейеров и других вибромеханизмов.

Кроме того, выполнение полюсов со скосом, повторяющим угол Д позволяет уменьшить площадь магнитных полюсов, их габариты, что ведет к уменьшению расхода меди на обмотку подмагничивания, т. е. уменьщить ток намагничивания (потребляемый ток сети), и таким образом, уменьшить подводимую мощность и повысить коэффициент полезного действия.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг,1

А -А

L