Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель
Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам возбудителей низкочастотных колебаний. Технический результат - повышение надежности вибровозбудителя за счет упрощения его конструкции. Для достижения данного результата внутри вала или вне вала запрессован перпендикулярно его оси гидроцилиндр. Шток гидроцилиндра связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика. Обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом. На внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешне кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя. 2 ил.
Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к эксцентриковым устройствам с регулированием амплитуды вынуждающей силы, и может быть использовано в качестве мощного возбудителя источника вибросейсмических колебаний (вибросейсмоисточника).
Известен вибровозбудитель с регулируемой величиной статического момента дебаланса и, соответственно, амплитуды колебаний, содержащий корпус и дебаланс, снабженный каналом, в котором размещена пружина, взаимодействующая с упором и втулкой, оснащенными регулировочными винтами [1].
Недостатком такого вибровозбудителя является низкая надежность работы из-за больших нагрузок на механизм привода перемещения дебаланса.
Прототипом наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулируемый низкочастотный вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах полый приводной вал, связанный с ним дебаланс в средней части вала с парой пазов и механизм радиального перемещения дебаланса с приводом, снабженный тягой, расположенной в полости вала, один конец которой связан с возможностью перемещения с дебалансом, второй с приводом [2].
Недостатком этого вибровозбудителя являются также низкая надежность из-за поперечных изгибов тяги и передачи радиального центробежного усилия от дебаланса на приводной вал через промежуточные конструктивные элементы.
Задачей изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции вибровозбудителя.
Указанная задача достигается тем, что в регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах приводной вал, введены инертная масса, эксцентрик с направляющими и, по меньшей мере, один гидроцилиндр с гибким трубопроводом с последовательно включенными регулируемым по расходу жидкости дросселем и обратным клапаном, силовой подшипник с тягой-толкателем и скалкой, причем эксцентрик уставлен в средней части приводного вала с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно оси вала и выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром, большим диаметра приводного вала на величину максимального эксцентриситета, в валу (или вне вала с его боков) внутри (или вне трубы) эксцентрика запрессован перпендикулярно оси вала гидроцилиндр, шток которого связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика, обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом, на внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешнее кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя.
На фиг.1 дан поперечный разрез вибровозбудителя с максимальной величиной эксцентриситета эксцентрика и, по крайней мере, одним гидроцилиндром; на фиг.2 - разрез вибровозбудителя при минимальной величине эксцентриситета эксцентрика.
Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель (фиг.1) содержит установленный на подшипниковых опорах 1 приводной вал 2 с осью вращения 3 с установленным с возможностью перемещения эксцентриком 4 с осью вращения 5 в средней части вала, связанным через силовой подшипник 6 с инертной массой 7 тягой-толкателем 8 со скалкой 9, а эксцентрик 4 выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром 10, большим диаметра 11 приводного вала 2 на величину максимального эксцентриситета, а в средней части внутри эксцентрика 4 выполнен шток 12 с поршнем 13, расположенным внутри гидроцилиндра 14 запрессованного перпендикулярно оси приводного вала 2 на внешнюю часть эксцентрика 4, на среднюю его часть напрессовано внутреннее кольцо 15 силового подшипника 6 возбудителя, а внешнее кольцо 16 указанного подшипника 6 через тягу-толкатель 8 и скалку 9 связано с инертной массой 7, обе полости гидроцилиндра - верхняя 17 и нижняя 18 - заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях трубопроводом 19 с регулируемым по расходу дросселем 20 и обратным клапаном 21, нижняя часть гидроцилиндра 18 снабжена быстроразъемным соединением с обратными клапанами 22, а кроме того, эксцентрик снабжен направляющими 23, 24 в приводном валу 2 и скрепленными с эксцентриком 4.
На фиг.1 представлен вибровозбудитель при максимальной величине эксцентриситета 25 (
max) эксцентрика, на фиг.2 представлен возбудитель при минимальной величине эксцентриситета 26 ( min).
Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель работает следующим образом: при вращении приводного вала 2 в подшипниковых опорах 1 вместе с ним вращается запрессованный в него гидроцилиндр 14, который через поршень 13 и шток 12 увлекает за собой трубчатый эксцентрик 4. Перед началом пуска через быстроразъемное соединение 22 в верхнюю 17 и нижнюю 18 полости гидроцилиндра 14 нагнетается жидкость. При этом эксцентрик 4 занимает положение с максимальным значением эксцентриситета 25 ( max) - фиг.1. Вал 2 раскручивается до минимальной расчетной скорости вращения и на эксцентрик 4 начинает прикладываться усилие в соответствии с выражением F=m
2, где
F - амплитуда создаваемого вибровозбудителем усилия (Н),
m - масса инертной массы 7 (кг),
- круговая частота вращения приводного вала и, соответственно, частота создаваемых колебаний (рад/сек),
- величина эксцентриситета эксцентрика (м).
Величина min задается режимом работы вибровозбудителя, а величина 25 ( max) рассчитывается исходя из требуемого значения вынуждающей силы F и величины инертной массы m при минимальной заданной частоте создаваемых вибраций.
Под действием созданной силы F она через шток 12 и поршень 13 при вращении прикладывается к жидкости нижней полости 18 гидроцилиндра 14 и жидкость, под действием созданного давления в полости 18, через гибкий трубопровод 19 с дросселем 20 и обратный клапан 21 дозированно перетекает в верхнюю полость 17 гидроцилиндра 14. Величина эксцентриситета эксцентрика 4 в результате уменьшается. В течение второго полупериода созданного колебания усилие возбудителя также действует через шток 12, поршень 13 на эту же полость 18 цилиндра, и жидкость вновь через обратный клапан 21 перетекает в нижнюю полость 17 гидроцилиндра 14. Чтобы создавать постоянную по величине силу, действующую в результате реакции, от инертной массы 7 на подшипниковые опоры 1 и далее на излучающую платформу (на фиг.1, 2 не показанную), скорость вращения приводного вала непрерывно увеличивают и далее при увеличении частоты вибрации согласовывают частоту вращения и величину эксцентриситета эксцентрика. Этот процесс замыкают по времени, или по величине эксцентриситета эксцентрика, или непосредственно по амплитуде создаваемых усилий колебаний. При максимальной частоте колебаний получают минимальное расчетное значение эксцентриситета 26 ( min) эксцентрика - фиг.2.
Создаваемые усилия колебаний передаются через подшипниковые опоры 1 на излучающую платформу, а далее либо на вибростол, либо непосредственно на грунт, если вибровозбудитель работает в составе мощного вибросейсмоисточника при геофизических исследованиях Земли или при разведке рудных и нефтяных полезных ископаемых. При этом выполняется задача по повышению надежности и упрощению конструкции регулируемого вибровозбудителя, так как операция регулирования величины эксцентриситета эксцентрика “на ходу” выполняется только одним или несколькими гидроцилиндрами без использования дополнительных сложных по конструкции и низких по надежности приводов.
Источники информации
1. Авторское свидетельство №232075, кл. В 06 В 1/16, 1967.
2. Авторское свидетельство СССР №113766, кл. В 06 В 1/16, 1957 - (прототип).
Формула изобретения
Регулируемый эксцентриковый вибровозбудитель, содержащий установленный на подшипниковых опорах приводной вал, отличающийся тем, что в него введены инертная масса, эксцентрик с направляющими и, по меньшей мере, одним гидроцилиндром с гибким трубопроводом с последовательно включенными регулируемым по расходу жидкости дросселем и обратным клапаном, силовой подшипник с тягой-толкателем и скалкой, причем эксцентрик установлен в средней части приводного вала с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно оси вала и выполнен в виде короткого отрезка трубы с внутренним диаметром, большим диаметра приводного вала на величину максимального эксцентриситета, внутри вала или вне вала запрессован перпендикулярно оси вала гидроцилиндр, шток которого связан обоими концами с внутренней поверхностью эксцентрика, обе полости гидроцилиндра заполнены жидкостью и связаны между собой в крайних положениях гибким трубопроводом, на внешнюю поверхность эксцентрика напрессовано внутреннее кольцо указанного силового подшипника, а внешне кольцо этого же подшипника через тягу-толкатель и подвижную скалку связано с инертной массой вибровозбудителя.
РИСУНКИ
