Секционный магнитострикционный вибратор

в виде замкнутыхобмотками возбужде ционного материала магнитопроводов с . 23Недостаток этого в невысокой амтцщту лебаний. устройства состщгг е механических коНаиболее близекционный мОрр состоязцяйрепленных в нем ок к предл агнятостжкциз корпуса секций из нный ж агннт остряк 1Изобретение относится к устройствам, используквцнм эффект магнитострикции для возбуждения упругих колебаний, и может быть использовано в механизмах с активными рабочими органами внбрационного и виброударного действия пре 5 имущественно для бурения горных пород,Известны магнйтострикционные вибра-, торы, содержащие жестко соединенные с корпусом вдоль его продольной оси шихтованные магнитопроводы из набора магнитострикционных элементов и обмотки возбуждения 1 1 .В таких вибраторах магнитопроводы выполнены с постоянным поперечнымсечением, что не позволяет эффективно использовать весь объем магнитострикционного материала для генерации механических колебаний. Целью изобретения является повьппени амплитуды механических колебаний маг нигострикционного вибратора без увеличения объема магнитострккцнонного маПоставленная цепь достигается тем, что секции выполнены с различной плошадью поперечного сечения магнитопровода, причем секция с наиболыпей площадью расположена .в центре вибратора, а плсвцадь поперечного сечения каждой последующей секции по мере ее удаления от центра вибратора убывает, причем число витков обмотки возбуждения каждой секции обратно пропорционально плошади ее поперечного сечения.3 , 978Плошади поперечного сечения магнитощоводов секций по мере их удаления от центра вибратора убывают по закону%5"-БоС 05 р Хгде - площадь поперечного сечениямвгнитопровода секции, находящейся в центре вибра- Отора;- длина вибратора;- удапение секций от центравибратора.На чертеже изображен общий вид виб раторв.В корпусе 1 жестко закреплены секции, В каждой секции мвгнитопровод 2 набран из пластин мвгнитострикционного материала и имеет вид замкнутого контура, на 20 который намотана обмотка возбуждения 3. Между собой секции соединены с помощью немагнитных вставок 4 (сварной шов или пайка). В корпусе вибратора проходят каналы 5 для очистки агента. 23 Жесткое крепление всех элементов вибрвтора осуществляется эа счет заполнения корпуса эпоксидным компаундом 6 с последующей его попимеризацией.Секции имеют различные площади по- зо перечных сечений магнитопроводов и соединены в корпусе таким образом, что секции с наибольшей площадью поперечного магнитопровода расположена в центре вибратора Каждая последующая секция 35 по мере ее удаления от центра вибратора, имеет меньшую плошадь поперечного сечения магнитопровода. Закон убывания площадей поперечного сечения магнитопровода обусловлен математическрй зави- о5 =5 оСОЭХ,Жгде Яо - площадь поперечного сечениямагнитопровода секции, прилегающей к центру вибратора,6 - длина вибратора,Х - расстояние от центра вибратора до сеюхии.Обмотки возбуждения на секциях имеют различное число витков. При одинакойдлине сеивй число витков обмргки возбуждения пропорционально площади поперечного сечения магнитопровода и подобрано Бтаким образом, что при номинальномэлектропитании вибратора во всех секцияхнаводИтся одинаковая магнитная индукпия,947 4обеспечивающая магнитострикпию насыщеэ 1ния, т.е. число витков обратно пропорционально площади поперечного сечения секции.Вибратор работает следующим обра-,зом.При подаче в обмотку возбужденияэлектрического тока с частотой, равнойсобственной частоте механических колебаний вибратора, в нем возникают резонансные продольные кспебания, обусловленныемагнитострикционным эффектом материала,из которого изготовлены секции. В установившемся режиме каждая секция, работая с магнитострикцией насышення, генерирует максимальное количество механической энергии, Тепло, выделяющееся вмагнитопроводвх секций и обмотках возбуждения, отводится через корпус, а также очистным агентом, проходящим повнутренним каналам,При прочих равных условиях, работамагнитострикционных напряжений на участках вибратора зависит только от объемаэтого участка и пропорциональна ему.Следовательно, энергия, генерируемаяучастками вибратора, имеющего переменное поперечное сечение, по сравнениюс теми же участками с постоянным поперечным сечением, увеличится (уменьшичся) ровно во столько раз, во сколько увеличится (уменьшится) объем этого участка,Расчеты показывают, что энергия,генерируемая первым участком вибраторадлиной 1/16 8, прилежащим к его середине, увеличится на 12%, энергия, генерируемая вторым участком увеличится.на 9,88 о ; третьим - увеличится на 7%;четвертым- увеличится на 3 ; пятым -уменьшится на 0,48 ; шестым - уменьшится на 2,52%; седьмым - уменьшитсяна 3,02%; восьмым - уменьшится на1,68%.Поскольку при равных объемах магнитострикционного материала увеличение энергии, генерируемой центральными секциями, больше, чем уменьшение энергии, генерируемой концевыми секциями, суммарная энергия, генерируемая предлагаемымвибратором, превосходит энергию, генерируемую вибратором с постоянным поперечным сечением магнитопровода. Согласнорасчетам прирост энергии (мощности)превьппает 24%.4Формула изобретения1. Секшионный магнитострикпионный вибратор, .состоящий из корпуса и жестко978947 Ь мере их удаления от центра вибратора убывает по закону где закрепленных в нем секций из магнитострикционного материала в виде замкнутых магнитопроводов с обмотками возбуждения, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения амплитуды меха- ь нических колебаний без увеличения объема магнитострикционного материала, секции выполнены с различной плошадью поперечного сечения магнитопровода, причем секпия с наибольшей плошадью расположена 1 О в центре, а плошадь поперечного сечения каждой последующей секции по мере ее удаления от центра вибратора убывает, при этом число витков обмотки возбуждения каждой секции обратно пропорцио. - 15 нально плошади ее поперечного сечения.2. Вибратор по п. 1, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что плошади б поперечного сечения магнитопроводов секций по 5 о - площадь поперечного сечния магнитопровода секции,находящейся в центре вибратора;0 - длина вибратора,)( - удаление секции от центравибратора.Источники информапин,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР553013, кл. Я 063 1/08, 1973,2. Авторское свидетельство СССР132587, кл. 306 Э 1/08, 1960