Вибрационный привод

)5 Н 02 К 33(0 БРЕТЕНИЯ ПИ НИЕ ИЗО К ПАТЕНТ, (57) Изобретение относитсяке, к электрическим вибромеханизмам, и может бытьвибрационных стендах., сбилках и т,д. Цель состоит ропривод колеЭнергоиздат,о СССР , 25.09.89, ВОДк электротехниколебательным использовано в месителях,:дров расширении а 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) эксплуатационных возможностей путем увеличения амплитуды и снйжения частоты. колебаний, Устройство содержит неподвижный статор 1 с магнитными полюсами, токойесущую обмотку 2; расположенную на подвижном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой сис-. темой 4 с помощыю натянутых гибких йеупругих элементов 5, Ротор 3 совершает упругие резонансные вращательно-колеб тельные движения, преобразуемые в возвратно-поступательные. Вибровозбудитель содержит схему управления. Ротор электрической машины связан с упругой системой гибкими передаточными элементами и использован в качестве маховика, 2 ил,ЯаФТакая конструкцйя не позволяетреализовать упругий реверс с полными оборотами инерционного тела и эффективно использовать линейные смещения на концах торсиона.Кроме того, мощность колебаний данной системы ограничена механической прочностью кристаллов пьезоэлементов при их сжатии.Целью изобретения является повышение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей за счет 50 55 Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциямэлектрических виброколебательных механизмов и может быть использовано в вибрэционных стендах, смесителях, дробилках, 5сеялках, в технологическом оборудованиидля обработки сборки, сортировки и транспортировки узлов и деталей; в компрессорных и насосных установках, в бытовойтехнике, 10Известны конструкции электроприводов С электрическими двигателями лйнейного и вращательного движения,работающие в колебательных режимах безмеханических преобразователей, 15Наиболее близкой по технйческой сущности к предлагаемому решенно являетсяконструкция вибрацйонного привода.Вибрационный привод предназначендля поддержания колебаний электромеханических устройств и преобразует линейные циклические деформациипьезоактивных элементов в незатухающиекрутильные колебания инерционйогб"тела-путем растяжения упругого торсиона в момент его раскрутки.Этот прйвод состоит из корпуса, йнерциойно уравно-вешенйого-тела=ро-тбра ко-.торое жестко закреплейо на среднейчаститорсйонного упругого элемента, состоящего по крайней мере из двух упругихстержней й зафиксированйого от поворота, но неимеющеговозможйость осевого перемещения, Концы торсионного элемента имеютупоры, взаимодействующие с устройством 35для возбуждения вынужденных колебаний,состоящих из двух пьезоактивных элементов, жестко закрепленных нэ"корпусе и ограничивающих осевое перемещениеторсионного элемента в корпусе, 40К недостаткам данной конструкции относятся малые амплитуды линейных и угловых колебаний системы; которыеограничены величиной деформаций пьезоэлементов и крутильной жесткостью параллельных упругих стержней торсионногоэлемента,применения гибких неупругих элементов смалым сопротивлением на изгиб и кручениеи большим сопротивлением(прочностью) нарастяжение, использование этих элементовв качестве накопителей полных оборотовротора при упругом реверсивном вращении, а также в качестве преобразователейэтого вращения в возвратно-поступательныедвижения подвум рабочим направлениям,Для достижения поставленной цели ротор установлен внутри неподвижного статора и соединен с упругой системойпосредством натянутых с двух сторон гибких неупругих элементов, работающих наскручивание с накоплением полных оборотов ротора и одновременным линейнымсмещением упругой системы в режиме самореверса. (В устройстве автоматизированизвестный способ выигрыша в силе на концах жгута с помощью его накручивания рычагом. Роль рычага выполняют активные иинерционные силы упругого реверсивноговращения ротора, сбалансированного и закрепленного с двух сторон внутри неподвижного статора на гибких неупругихэлементах, натянутых с помощью упругойсистемы, которая в свою очередь совершаетвозвратно-поступательные движения засчет линейных сокращений этих элементовпри кручении),На фиг. 1 схематично изображена конструкция вибропривода (без схемы управления); на фиг, 2 - схема и редла гаемогоустройства.Вибрационный привод содержит неподвикный статор 1 с магнитными полюсами, . токонесущую обмотку 2,расположенную на подвикном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощьюнатянутых гибких неупругих элементов 5.Управление токоведущей обмоткой 2осуществляется в импульсном режиме через щеточно-коллекторный узел и его клеммы 6 с помощью схемы управления,:представляющей собой аналоги запираемых тиристоров с управлением по аноду ипо катоду, собранных на транзисторах 7, 8 и9, 10 соответственно, Управляющие электроды соединены между собой и с одной изщеток через постоянно замкнутые контактыкнопок 11 и 12. Питание осуществляется отдвуполярного источника постоянного токачерез тумблера 13 и 14. Резисторы 15 и 16задают режим работы,Устройство работает в однотактном идвухтактном режимах,В двухтактном режиме вибропривод работает следующим образом.Включаются оба тумблера 13 и 14. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производится запуск вибропривода. При этомоткрываются транзисторы 7, 8. Ротор начинает вращение в одном иэ направлений,Накопление упругих оборотов сопровождается противофазным смещением упругой системы, Количество оборотов ротора ограничено крутильной жесткостью системы, за счет которой осуществляется его торможение,Напряжение положительной полярности от источника питания подается на токовую обмотку через транзистор 7, наколлекторе которого в результате торможения из-за роста тока в нагрузке падает напряжение. Достигнув значения, соответствующего току перегрузки, это напряжение закрывает транзисторы 7 и 8, отключая обмотку 2.Под действием упругих сил обесточенный ротор начинает раскручиваться, создавая в устройстве генераторный режим с напряжением на щетках противоположнойполярности, Это напряжение открываеттранзисторы 9 и 10, подавая на токовуюобмотку 2 отрицательное напряжение источника в направлении действия упругих сил, поддерживая вращение ротора,Раскручиваясь, гибкие элементы воз. вращают упругую систему в исходное положение в момент максимальной скорости вращения ротора (в момент отсутствия скруток на гибких неупругих элементах).Дальнейшее вращение ротора начинает закручивать гибкие элементы в другую сторону, что соответствует началу торможения и повторному смещению упругой системы.Повторное торможение напряжением перегрузки закрывает транзисторы 9 и 10, Обесточенный ротор под действием упругих сил начинает вращение в первоначальном направлении, возникает генераторный режим, напряжение которого открывает транзисторы 7 и 8, цикл повторяется.Таким образом, за время одного цикла реверсивных вращений линейные смещения упругой системы происходят дважды,Запуск вибропривода в двухтактном режиме возможен .также кратковременным нажатием на кнопку 11. при этом открываются транзисторы 9, 10 и схема работает аналогично описанному,Выключение вибропривода осуществляется тумблерами 13 и 14.В однотактном режиме используется одна из симметричных частей схемы, и устройство работает следующим образом.Включается тумблер 13. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производится10 20 25 30 35 40 45 50 55 запуск вибропривода, Открываются транзисторы 7, 8, и ротор осуществляет вращение в одном из направлений, до наступления перегрузки, как было описано выше.При обратном вращении (второй полупериод цикла) обесточенный ротор под действием упругих сил раскручивает гибкие элементы и по инерции закручивает их в обратном направлении, осуществляя вторичное смещение (сжатие) упругой системы.С началом упругого вращения ротора в первоначальном направлении за счет генераторного режима открываются транзисторы 7 и 8, токовая обмотка 2 подключается к источнику питания, поддерживая упругое вращение и цикл повторяется.Выключение устройства производится тумблером 13.За счет симметричности схемы запуск вибропривода в однотактном режиме можно также осуществить включением тумблера 14 и кратковременным нажатием на кнопку 11, при этом в аналогичной работе участвуют транзисторы 9 и 10.При однотактных и двухтактных упругих реверсивных вращениях осуществлен режим самоуправленияс обратной связью по напряжению перегрузки, которое в свою очередь определяется крутильной жесткостью системы, изменяющейся с изменением нагрузки.Изготовлен макет вибрационного привода на электрическом двигателе постоянного тока типа ДПМ-Н 1-01. В качестве гибких неупругих элементов применены шнуры из 12 капроновых нитей ЗК ОСТ 17- 330-84, суммарная прочность которых превышает 100 кг, упругая система выполнена из стальных пластинчатых пружин.Схема управления собрана на транзисторах 7, 10 типа КТ 837 В; 8, 9 типа КТ 829 В,Вибропривод проработал в непрерывном режиме в течение 10 часов и остался работоспособным.Вибрационный привод по сравнению с прототипом имеет следующие технические преимущества: лучшие энергетические показатели за счет увеличения угловых и линейных амплитуд колебаний и применения более мощного электромагнитного способа вибровозбуждения; расширение функциональных возможностей за счет применения ротора вибровозбудителя в качестве инерционного тела, что в свою очередь позволяет испольэовать концы элементов кручения в качестве выходов на нагрузку (подключения линейной нагрузки): за счет возможно. сти применения устройства в качестве силового привода в различных агрегатах и механизмах, в том числе работающих на1782331 иг Составитель В.Ки Техред М,Морген в Муска орректор да кто Тираж"Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушскзя наб 4/5ри ГКНТ СССР аказ 4292ВНИЙП Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина низких частотах (до долей Герца при увеличении длины гибких элементов).Формула изобретения Вибрационный привод, содержащий корпус с закрепленным на нем возбудителем колебаний, соединенным с блоком управления, радиально уравновешенный ротор в упругой. подвеске, выполненной в вйде аксиальных растяжек, закрепленных в опорах, размещенных по обе стороны ротора и связанных с корпусом.о т л и ч а ю 8 щ и й с я тем, что. с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения амплитуды и снижения частоты колебаний, возбудитель выполнен ввиде 5 статора и ротора электрической машины,аксиальные растяжки ротора выполнены в виде гибких элементов с воэможностью образования скруток, а опорй - в виде упругих в осевом и жестких в радиальном 10 напраалении пластин, закрепленных вторцах корпуса.