Генератор упругих колебаний

Соефз Сфветскик Социалистических Реслублик(22) Завалено 050279 (21) 2723195/18-25 с присоединением залвкм йУ Государственный кфмнтет СССР па дедам пзебретеннй н фткрытн 1.(71) Залвмтель Тольяттинский политехнический институт(54) ГЕНЕРАТОР УПРУГИХ КОЛЕВАНИИ Изобретение относится к вибрационной технике, может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для возбуждения направленных механических колебаний и, в частности для вибрационной сейсморазведки полезных ископаемых.Известны генераторы упругих колебаний (вибраторы), в которых в качестве возбудителей колебаний используются электрические двигатели вращательного или возвратно-поступательного движения, содержащие упругие элементы. В одних случаях роль упругих элементов выполняют стальные пру жины, рессоры, торсионы, резиновые или рамзино-металлические пружины, которые можно объединить одним термином - твердотельные упругие элементы 1 . рИзвестны вибраторы, в которых роль упругих элементов выполняют эластичные баллоны, заполненные газом 2.Однако как твердотельные упругие элементы, так и газовые эластичные 2 с оболочки имеют ограниченный срок службы, что обусловлейо усталостными напряжениями, возникающими в них при циклических деФормациях в процессе колебаний, Чем больше частота и ам плитуда возбуждаемых колебаний, тем меньше срок службы упругого элемента.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формования изделий из бетонных смесей, представляющее собой генератор механических колебаний и состоящее из возбудителя колебаний и гидроцилиндра. В полости гидроцилиндра размещен поршень, связанный штоком с резонаторной плитой, на которой укреплен возбудитель колебаний; находящийся вне гидроцилиндра. По обе стороны от поршня внутри гидроцилиндра помещены две эластичные пневмокамеры, заполненные газом и связанные с регулятором жесткости. Цилиндр заполнен жидкостью, которая передает механическое усилие от поршня к пневмокамерам. Устройство снабжено регулятором давления жидкости 31,В известном устройстве возбудитель вибрации и регулируемые упругие элементы (гидроцилиндр с пнев-. мокамерами) представляют собой два самостоятельных конструктивных узла. Передача механического усилия от возбудителя колебаний к объекту осуществляется по длинной механи807186 ческой цепи: возбудитель колебаний +резонаторная плиташтокпоршеньгидроцилиндражидкостьпневмокамерыкорпус гидроцилиндра + объект, Наличие штока, проходящего через отверстие в корпусе гидроцилиндра, предполагает наличие подвижного уплотнения, так как жидкость"вгидроцклиндре находится под давлением. Однако коэффициент полезного действия известного устройства ограничем потерями энергии в различныхего узлах. К этим потерям отнсятсяпотери энергии в самом возбудителеколебаний, в подвижном уплотненииштока, в гидравлической паре поршень - цилиндр,. в пневмокамерах,потери энергии при деформациях реэонаториой плиты штока я поршня,при движении жидкости в гидроцилиндреЦель иэобретениа - увеличение коэффмциента полезного действия генератора упругих колебаний,Для достижения указанной цели в генераторе упругих колебаний возбудитель колебаний выполнен в виде электрического двигателя возвратно- поступательного движения, имеющего соосно расположенные. якорь и иидуктор, который помещен внутрь герметичного корпуса. Индуктор жестко скреплен с корпусом, а изолированные друг от друга полости в корпусе пообе стороны якоря заполнены жидкостью и газом и выполняют роль упругих элементов. Жидкость помещена в замкнутыв об-,еая с эластичными стенками. Эти объеьы могут изменяться при изменении колнчества жидкости в них.Передача механического усилия от возбудителя колебаний (электрического двигателя возвратно-поступательного движения) к объекту осуществляется по следующей цепиг якорье гаэожидкостиые упругие элементыкорпус + объект. Потери энергии в генераторе складываются из потерь эиергии в самом возбудителе колебайий, в пневматической паре якорьиндУВтор, в газовых объемах и при .дефррмациях якоря.На чертеже изображен генераторупфгкх колебаний для сейсморазведкиЬолезных ископаемых, разработан. ный на базе заявляемого устройства.Генератор содержит электрическийдвигатель возвратно-поступательного движения цилиндрической Форьы, состоящий иэ якоря 1 и индуктора 2 с обмоткой 3 возбуждения. Индуктор жестко скреплен с герметичным корпусом 4. На якоре, расположенном внутри индуктора, укреплены уплотнительные элементы 5. Полости б по обе стороны от якоря заполнены газом и не сообщаются между собой. 4Полости 7 заполнены жидкостью. Между газовыми и жидкостными полостямипомещены гибкие перегородки 8.Генератор снабжен системой 9 электрического питания двигателя и системой 10 гидравлического питания, которая подает жидкость внутрь корпусачерез штуцеры 11.Генератор устанавливается на грунттакчто днище его корпуса служитплитой, излучающей сейсмические волны,Генератор упругих колебаний работает следующим образом.При подаче электрического питанияна обмотку 3 возбуждения якорь 1 под15 действием электромагнитной силы совершает возвратно-поступательное движение относительно индуктора 2. Приэтом периодически сжимаются и расширяются газовые полости б, переда 2 О вая механическое усилие корпусу 4.Корпус также приходит в колебательное движение, при этом его днище излучает в грунт сейсмические волны,Амплитуда возбуждаемых колебанийзависит от соотношения частоты электромагнитного питания и собственнойчастоты колебаний генератора. Максимальное значение амплитуды, как известно из теории колебаний, достигается при воспадении этих частот (явление резонанса). Настройка генератора на резонанс осуществляется изменением количества жидкости в полостях 7, что влечет изменение коэфФициента жесткости упругих элементов.При изменении собственной частоты колебаний вибратора изменяетсяколичество жидкости в полостях 7, агибкие перегородки 8 растягиваютсялибо сжимаются. 3 циклических коле 40 баниях возбуждаемой частоты перегородки ие участвуют, что обусловлено несжимаемостью жидкости. Самажидкость при этом также не движет-ся относительно корпуса, так как за 4 ключена в замкнутый объем, ограниченный перегородкой и корпусом.Применение электрического двигателя возвратно-поступательного движения цилиндрической конструкции,помещенного в герметичный корпус,:и использование свободнык полостей в,корпусе и качестве газо-жидкостныхупругих элементов позволяет повыситькоэффициент полезного действия генератора упругих колебаний, увелиззчить долговечность упругих элементов, упростить конструкцию и уменьшить габаритные размеры.Предлагаемый генератор может бытьэфиктивно использован в технологищ ческих процессах и системах, требующих оперативных перестроек частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний в достаточно широком диапазоне.Он позволяет осуществлять такие пеб 5 рестройки без остановки процесса,807186 Формула изобретения Составитель Н.Журавле Техред М.Рейвес едакто Корректор Г.РешетниП зарен к Тиражарственного комитета ССС изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб. одписное ВНИИПИ Госу ло делам 113035, Мос4/5 лиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектна что уменьшает непроизводительные простои оборудования.На базе заявляемого вибратора могут быть построены системы автоматического регулирования параметров вибрации по заданному закону. 1. Генератор упругих колебаний, содержащий возбудитель колебаний и газо-жидкостные упругие элементы регулируемой жесткости, о т л и ч а,ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента полезного действия, возбудитель колебаний выполнен в виде электрического двигателя возвратно-поступательного движенияс соосно расположенными якорем и индуктором и помещен внутрь герметичного корпуса, причем индуктор жестко скреплен с корпусом, а полости по обе стороны якоря заполнены газом и жидкостью и выполняют роль упругих элементов,2. Генератор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что жидкость помещена в замкнутые объемы с эластичными стенками. Источники информации, 10принятые во внимание при экспертизе1, Хвингия М.В, и Ниношвили Б,Н.