Вибровозбудитель

 

Использование: в вибрационных машинах, применяемых в промышленности строительных материалов, в горном деле. Сущность изобретения: в дебалансном вибровозбудителе для уменьшения нагрузки на подшипники вала дебаланса использована магнитная опора с параллельно расположенными парами кольцевых постоянных магнитов с радиальной намагниченностью, обращенных друг к другу одноименными полюсами. Магниты закреплены на дебалансе и в корпусе один внутри другого. Закрепленные на дебалансе магниты выполнены в виде шайб. Дебаланс установлен на валу с возможностью радиального перемещения посредством упругих направляющих малой жесткости, в частности плоских рессор. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к дебалансным вибровозбудителям, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, горном деле и других отраслях промышленности.

Известен вибровозбудитель, в котором дебаланс может перемещаться относительно вала в радиальном направлении, при этом с увеличением радиуса и числа оборотов увеличивается центробежная сила дебаланса; дебаланс и вал снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими в двух положениях. Когда центр тяжести дебаланса находится близко от оси вращения, пара магнитов взаимно притягивается и удерживает дебаланс в этом положении.

При раскручивании дебалансного вала появляется центробежная сила, которая при некотором значении числа оборотов достигает величины, превышающей силу притяжения пары магнитов, и в этот момент дебаланс начинает движение в сторону увеличения радиуса вращения центра тяжести. Это увеличение продолжается до тех пор, пока не сблизится на достаточно малое расстояние другая пара магнитов взаимоотталкивающихся; по мере уменьшения расстояния между взаимоотталкивающимися магнитами сила отталкивания возрастает и становится равной центробежной силе. Движение дебаланса по радиусу прекращается и он занимает рабочее положение, при котором расстояние от центра тяжести дебаланса до оси вращения максимально [1] Достоинством этого вибровозбудителя является облегченный пуск в ход приводного электродвигателя, так как раскрутка дебалансного вала начинается и значительную часть периода разгона продолжается при минимальном радиусе вращения центра тяжести дебаланса, и стало быть, при малых значениях центробежной силы.

Недостатком этого вибровозбудителя является отсутствие разгрузки подшипников дебалансного вала.

Известен также вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенный в нем вал в подшипниках, установленный на валу дебаланс и магнитную опору, выполненную с закрепленными один внутри другого на дебалансе и в корпусе кольцевыми постоянными магнитами с радиальной намагниченностью, обращенными друг к другу одноименными полюсами [2] Наличие упомянутой магнитной опоры позволяет разгрузить подшипники дебалансного вала от действия центробежной силы.

Недостатком этого вибровозбудителя является то, что сила отталкивания магнитов, соизмеримая с центробежной силой, действует всегда, в том числе и тогда, когда вибровозбудитель выключен и поэтому центробежная сила отсутствует.

По этой причине пуск в ход (раскрутка дебалансного вала) начинается и значительная часть раскрутки продолжается при действии значительной отталкивающей силы, действующей на подшипники (из-за отсутствия центробежной силы в первый момент и малости ее в начальный период раскрутки). Эта сила, действующая на подшипники, существенно затрудняет раскрутку и излишне нагружает в период пуска приводной электродвигатель, для которого период пуска и так является неблагоприятным (большие пусковые токи, интенсивный нагрев обмоток и железа, нелинейная и с провалами механическая характеристика и т.п.).

Цель изобретения создание такого вибровозбудителя, в котором подшипники дебалансного вала были бы разгружены от центробежной силы как при стационарном, так и при пусковом режиме. При решении этой задачи облегчается запуск вибровозбудителя и повышается его долговечность.

Это достигается согласно изобретению благодаря тому, что в вибровозбудителе, содержащем корпус, размещенный в нем вал в подшипниках, установленный на валу дебаланс и магнитную опору, выполненную с закрепленными один внутри другого на дебалансе и в корпусе кольцевыми постоянными магнитами с радиальной намагниченностью, обращенными друг к другу одноименными полюсами, магнитная опора выполнена с параллельно расположенными парами магнитов, магниты, закрепленные на дебалансе, выполнены в виде шайб, а дебаланс установлен на валу с возможностью радиального перемещения посредством упругих направляющих малой жесткости. Упругие направляющие могут быть выполнены в виде плоских рессор.

На фиг. 1 изображен вибровозбудитель, продольный разрез, при исходном положении дебаланса; на фиг.2 то же, при номинальном числе оборотов вала; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 то же, вариант.

Вибровозбудитель содержит корпус 1, размещенный в нем вал 2, установленный в подшипниках 3, установленный на валу 2 с возможностью радиального перемещения дебаланс 4 и магнитную опору. Магнитная опора образована параллельно расположенными парами кольцевых постоянных магнитов 5, 6 с радиальной намагниченностью, из которых магниты 5 закреплены в корпусе 1, а магниты 6, выполненные в виде шайб, расположены внутри магнитов 5 и закреплены на торцах дебаланса 4. Магниты 5, 6 каждой пары обращены друг к другу одноименными полюсами, в частности, как это изображено на фиг.1, 2, полюсами N, между которыми имеются зазоры ₀. Возможность радиального перемещения дебаланса 4 относительно вала 2 обеспечивается их связью посредством упругих направляющих малой жесткости, выполненных, в частности, в виде пакета плоских рессор 7. Дебаланс 4 прикреплен к средней части рессор 7, а концы последних закреплены на средней части вала 2. Общий центр тяжести (ЦТ) дебаланса 4, магнитных шайб 6 и части рессор 7 находится на некотором расстоянии от оси вращения вала 2.

В положении покоя, когда вал 2 не вращается и центробежная сила отсутствует (фиг. 1, 3), дебаланс 4 находится в равновесном положении, межполюсные зазоры ₀ почти одинаковы, поэтому силы отталкивания в верхних и нижних зазорах почти полностью уравновешиваются, их небольшая разность в совокупности с первоначальной упругой силой рессор 7 уравновешивает силу тяжести дебаланса 4.

С началом раскручивания дебаланса появляется центробежная сила, которая перемещает центр тяжести на большее расстояние от оси вращения, при этом несколько прогибаются рессоры, выполняющие роль кинематических направляющих при перемещении дебаланса, и главное, становятся неодинаковыми межполюсные зазоры, со стороны дебаланса они уменьшаются (сила отталкивания возрастает), с противоположной стороны увеличиваются (сила отталкивания уменьшается). Появившаяся разность сил отталкивания действует в сторону, противоположную центробежной силе: силы отталкивания воспринимаются непосредственно корпусом (кольцами 5), а на подшипники 3 действует лишь упругая сила изогнутых рессор, которая является малой по сравнению с центробежной силой. Другими словами, центробежная сила вызывает перемещение дебаланса, в свою очередь перемещение дебаланса делает неодинаковыми межполюсные зазоры и из-за этого появляется разность сил отталкивания, направленная противоположно центробежной силе и в значительной степени уравновешивающая ее.

Такое возрастание при раскручивании вала центробежной силы и уравновешивающих ее сил отталкивания будет продолжаться до окончания раскручивания и достижения номинальных оборотов ротором вибровозбудителя.

В этом положении дебаланс 4 и магнитные шайбы 6 переместятся на величину f (фиг.2, 4), межполюсный зазор _p со стороны дебаланса станет минимальным, противоположный зазор _з максимальным. Возникшая разность сил отталкивания в наибольшей степени уравновесит центробежную силу, а подшипники 3 окажутся нагруженными лишь упругой силой пакета прогнувшихся рессор.

Таким образом и в процессе разгона, и в стационарном режиме подшипники вала нагружаются лишь упругой силой пакета плоских рессор 7, которая, благодаря малой жесткости, может быть во много раз меньше центробежной силы.

Формула изобретения

1. Вибровозбудитель, содержащий корпус, размещенный в нем вал в подшипниках, установленный на валу дебаланс и магнитную опору, выполненную с закрепленными один внутри другого на дебалансе и в корпусе кольцевыми постоянными магнитами с радиальной намагниченностью, обращенными друг к другу одноименными полюсами, отличающийся тем, что магнитная опора выполнена с параллельно расположенными парами магнитов, магниты, закрепленные на дебалансе, выполнены в виде шайб, а дебаланс установлен на валу с возможностью радиального перемещения посредством упругих направляющих малой жесткости.

2. Вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что упругие направляющие выполнены в виде плоских рессор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4