Электромагнитный вибровозбудитель

 

Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано для привода вибрационных машин с большими амплитудами колебаний, например, низкочастотного виброконвейера. Цель изобретения состоит в увеличении КПД вибровозбудителя путем компенсации осевых сил упругости, возникающих в системе центрирования при смещении якоря от нейтрального положения . Якорь 3 устанавливают на упругих элементах , представляющих собой систему стоек 4 с резинометаллическими шарнирами 5. При установке резинометаллические шарниры каждой стойки деформируют путем уменьшения расстояния между осями внутренних обойм шарниров. 2 ил. (Л х« ел ч О 00 э Шиг/

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

БЫ 1757758 А1 (51)з В 06 В 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

»< @am

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"" „,",", К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4807995110 (22) 22.02.90 (46) 30.08.92. Бюл, й.. 32 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР (72) И. Ф. Чемерис и А, А. Королев (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1335324, кл. В 06 В 1/04, 1985. (54) ЛЕКТРО А НИТНЫй ВИБР В03БУДИТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано для привода вибрационных машин с большими амплиту2 дами колебаний, найример, низкочастотного виброконвейера, Цель изобретения состоит в увеличении КПД вибровозбудителя путем компенсаций осевых сил упругости, возникающих в системе центрирования при смещении якоря от нейтрального положения. Якорь 3 устанавливают на упругих weментах. представляющих собой систему стоек 4 с резинометаллическими шарнирами 5, При установке резинометаллические шарниры каждой стойки деформируют путем уменьшения расстояния между осями внутренних обойм

1757758

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при вибрационной транспортировке сыпучих материалов.

Известен электромагнитный вибратор, в котором якорь выполнен в виде диска и установлен на упругих элементах, выполненных в виде мембраны со спиральными прорезямй; закрепленных в ненапряженном состоянии при нейтральном положении якоря.

При отклонении якоря от нейтрального положения в упругих элементах возникают осевые возвращающие силы, значение которых может быть сравнимо с выходной силой нэ штоке, особенно при работе с большими амплитудами. В результате этого уменьшается выходное усилие вибратора и вибровозбудитель необходимо выполнить с завышенным значением электромагнитной силы, что приводит к увеличению потребляемой мощности и ухудшению его КПД, Прототипом изобретений является электромагнитный вибровозбудитель.

Электромагнитный вибровозбудитель с<одержит корпус, размещенные в нем катушки возбу>кдения, якорную систему, ynpyr0 прикрепленную к корпусу посредством неравножестких упругих элементов, набора металлопластиковых упругих элементов с жесткой деформационной характеристикой и механизм их поджатия, Недостатком указанного вибровозбудителя является его низкий КПД, поскольку при отклонении якорной системы от нейтрального положения в упругих элементах возникают осевые возвращающие силы, значение которых может быть сравнимо с выходной силой на штоке, особенно при работе с большими амплитудами, и которые не компенсируются, что приводит к увеличению потребляемой мощности;

Целью изобретения является повышение КПД путем компенсации осевых сил упругости.

Цель достигается тем, что электромагнитный вибровозбудитель содержит корпус с закрепленной на нем посредством упругих элементов якорной системой и катушки возбуждения, Новизной изобретения является выполнение упругого элемента в виде набора стоек, закрепленных на якоре и корпусе посредством резинометэллических шарниров (LilPM), расположенных перпендикулярно продольной оси вибровозбудителя равномерно по периметру якорной системы, причем каждая стойка выполнена поджатой нэ величину Л х,, определенную иэ соотношения 2 д2< д < рдд. ддед.

Крэд. где L — расстояние между осями наружных обойм шарниров, м;

А — амплитуда колебаний, м;

Град, пред. предельная статическая нагрузка нэ шарнир, Н;

Крэд — радиальная жесткость шарнира, Н/м.

На фиг. 1 схематично изображен электромагнитныи вибровозбудитель; на фиг. 2— то же, поперечный разрез, Электромагнлтный вибровозбудитель содержит корпус 1 с катушками 2 возбужде" ния, якорную систему 3, закрепленную на корпусе посредством упругих элементов, выполненных в виде набора стоек 4 с резинометаллическими шарнирами 5, расположенных перпендикулярно продольной оси вибровозбудителя равномерно по периметру я корн ой системы.

Резинометаллический шарнир 5 представляет собой две концентрические металлические обоймы, пространство между которыми заполнено резиной. Этот шарнир допускает радиальные деформации и деформации скручивания и характеризуется радиальным Крэд и угловым К р коэффициентами жесткости.

Каждая стойка 4 выполнена поджатой на величину Лхе, определенную из соотношения

35 2Е а п L — — д <д„,< д д ддд

Крад где L — расстояние между осями нару>кных обойм шарниров, м;

А — амплитуда колебаний, м;

Fpap,пред. — предельная статическая нагрузка на шарнир, Н;

Крэд — радиальная жесткость шарнира, Н/м, Расстояние между осями внутренних обойм шарниров упругого элемента в ненагруженном состоянии L при установке и закреплении его йа якоре уменьшено на величину Лхо исоставляет I = L- A<0. При этом появляется радиальная сила, стремящаяся раздвинуть оси внутренних обойм Fpapo

=1

Fpapp = Крад A xo

2 (1) где Крад — радиальная жесткость одного резинометаллического шарнира, Упругие элементы выполнены таким образом, что их радиальные силы лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вибровозбудителя и уравновешиваются.

1757758

Вибровозбудитель работает следующим образом. При подаче напряжения на катушки 2 возбуждения якорь 3 смещается от нейтрального положения на величину Y.

Стойка 4 упругого элемента отклоняется на угол <р и наружные обоймы обоих шарниров

5 поворачиваются относительно внутренних обойм на этот угол.

В каждом шарнире появляется упругий момент M:

M=K@ p где К р- угловая жесткость одного шарнира.

Эти моменты приводят к появлению на концах стойки 4 пары сил Рвозвр. которые стремятся вернуть якорь 3 в исходное поло-. жение. Значение возвращающей силы. Рвозвр. можно определить из формулы

2М 2М 2 -p возвр =) — =(— — д — — т — „(2) Одновременно с этим из-за отклонейия стоек 4 появляется составляющая радиальных сил Гвыт, направленная вдоль оси якоря

3 в сторону смещения, Эта сила является выталкивающей, так как стремится увеличить смещение якоря. Ftвт можно определить по формуле

1 Y

Гвыт= рад д — =-2Крад ДХ - щ(З) Так как Евыт и т=возвр направлены в противоположные стороны, то результирующая сила реакции упругого элемента Грез на отклонение якоря равна разности: рез = Рвыт Гвозвр

К Д Y 2K р

Учитывая, что предельный угол закручивания для шарнира не превышает 0,056 рад, можно записать, что

ДХ=L (L Д х,)г+ Y

L Лха

У У рФ- - . - -.-- -, следовательно, (5) Раааа р =- р =2 — В—

1 — г

1 Ь раыа саар —— а—

1У

Крад(12L

1 Y

"рез — 2Крад (10 -2 г ®

Коэффициент упругости системы упругих элементов в осевом направлении равен

2р Fðåç Краа .15 ({C-ХX, . ++ Y ) -4р,а-, где 2n — число упругих элементов, использованных в вибровозбудителе, Подбором соотношения между Крад и

Ктр можно достичь различной компенсации жесткости элементов; вплоть до получения участков отрицательной жесткости, когда сила реакции систем упругих элементов

25 способствует смещению якоря.

По сравнению с прототипам использование предлагаемого изобретения позволяет повысить КПД вибровозбудителя на 107; за счет компенсации осевых сил упругости.

Формула изобретения

Электромагнитный вибровозбудитель, содержащий корпус с закрепленной на нем посредством упругих элементов якорной системой и управляющие и подмагничивающиекатушки, отличающийся тем,что, с целью повышения КПД путем компенсации осевых сил упругости, упругий элемент выполнен в виде набора стоек, закрепленных на якоре и корпусе посредством резиноме40 таллических шарниров, расположенных перпендикулярно продольной оси вибровозбудителя равномерно по периметру якорной системы, причем каждая стойка выполнена поджатой на величину Дхо, опре45 деленную из соотношения

L — а Г A <Ë» < — - - -" а

2F

Крад где L — расстояние между осями наружных обойм шарниров, м;

50 А — амплитуда колебаний, м;

Град. пред. предельная статическая нагрузка на шарнир, Н;.

Крад — радиальная жесткость шарнира, Н/м, 1757758

Составитель Л.Еременко

Редактор Т,Лошкарева Техред M.Moðãåíòýë Корректор О.Кравцова

Заказ 2956 Тираж Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101