Вибровозбудитель инерционного движителя

(5 в 4 Р 03 б 3 00 Д. Г(1.г 1,1 л ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ УССР 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем литья АН(56) Авторское свидетельство ССС Р347232, кл. В 62 В 57/02, 1971.Авторское свидетельство СССР939817, кл. Р 03 6 3/00, 1980. 2(57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет улучшить управляемость, уменьшить габариты и повысить надежность вибровозбудителей, используемых в инерционных движителях для направленного перемещения различных объектов за счет относительных колебаний дебалансов (Д) 21513174 51015 и 3 корпуса 1, на который действуют силы сопротивления внешней среды. Каждый Д 2 и 3 механически независимо соединен соответственно с одним из однотипных электродвигателей 7 и 8, которые связаны с источником 9 электроэнергии и между собой электрической связью формирователя 1 О синхронно-импульсных токов переменного направления. При этом электродвигатели 7 и 8 подключены своими силовыми цепями к формирователю 10 токов встречно и последовательно, С корпусом 1 жестко связан узел 11 стартовой раскачки и стабилизации частоты вращения Д 2 и 3. С формирователем 10 токов посредством выключателя 13 связан дроссель 12, служащий для повышения устойчивости работы вибровозбудителя при пуске. При работе вибровозбудителя формирование синхронно-импульсных токов переменного направления осуществляется поИзобретение относится к машиностроению, а именно к вибровозбудителям, используемым в инерционных движителях для направленного перемещения различных объектов за счет относительных колебаний дебалансов и корпуса, на который действуют силы сопротивления внешней среды.Целью изобретения является улучшение управляемости, у еньшение габаритов и повышение надежности устройства, устойчивости стартовой раскачки и синхронизации антифазного вращения дебалансов.На фиг. 1 представлен предлагаемый вибровозбудитель, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 электрическая схема предлагаемого вибровозбудителя; на фиг. 4 - эквивалентная электрическая схема подключения электродвигателей дебалансов при их встречном вращении; на фиг. 5 - то же, при их вращении в одну сторону; на фиг. 6 циклограмма изменения,во времени 1 инерционного усилия Р, возбуждаемого узлом стартовой раскачки; энергии Е и Е емкостных накопителей ускорения и замедления вращения дебалансов и угловой скорости впоследних в процессе работы предлагаемого вибровозбудителя.Вибровозбудитель содержит круглый корпус 1 с двумя одинаковыми дебалансами 2 и 3, закрепленными на валах 4 и 5 соответственно, установленными в корпусе 1 на подшипниковых опорах 6, Каждый дебаланс 2 и 3 механически независимо соединен соосно своим валом 4 и 5 соответственно с одним из источников механической энергии в виде однотипных элек 30 35 40 45 50 55 очередной разрядкой через силовые цепи электродвигателей 7 и 8 емкостных накопителей 16 и 17 энергии ускорения и замедления вращения Д 2 и 3 по сигналу датчиков 20 и 21 положения Д 2, Вращение Д 2 и 3 с переменной скоростью в зависимости от угла их поворота относительно корпуса 1 обеспечивает разную величину амплитуды инерционных усилий, действующих на вибровозбудитель в противоположных направлениях. Это в свою очередь позволяет перемещаться объекту с таким вибровозбудителем даже в изотропном поле сил трения об окружающую среду. Использование электрической связи Д 2 и 3 с источником 9 электроэнергии без применения громоздких рычажных и тяговых узлов, имеющихся в прототипе, обеспечивает компактность вибровозбудителя, повышение его безотказности, долговечности и управляемости. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. тродвигателей 7 и 8, имеющих одинаковые электромеханические характеристики. Элек тродвигатели 7 и 8 подключены к источнику 9 электрической энергии, причем дебалансы 2 и 3 связаны с источником 9 и между собой с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях с переменной скоростью в зависиФмости от угла их поворота относительно корлуса 1. Связь дебалансов 2 и 3 между собой и с источником 9 выполнена электрической в виде формирователя 10 синхронно-импульсных токов переменного направления, при этом электродвигатели 7 и 8 подключены своими силовыми цепями к формирователю 10 токов встречно и последовательно. Вибровозбудитель снабжен также жестко связанным с корпусомузлом 11 стартовой раскачки и стабилизации частоты вращения дебалансов 2 и 3, а также дросселем 12, связанным с формирвателем 10 токов посредством выключателя 13, при этом индуктивность дросселя 12 по крайней мере на порядок больше суммарной индуктивности силовой цепи электродвигателей 7 и 8.Формирователь 10 синхронно-импульсных токов (фиг. 3) состоит из подключенного своим силовым входом к источнику 9 электрической энергии полупроводникового регулятора 14 тока электродвигателей 7 и 8, на управляющие входы которого подключен задающий регулятор 15,и введена обратная связь по частоте от узла 11 стартовой раскачки и стабилизации частоты.Силовой выход регулятора 14 питает параллельно связанные по входам емкостныйДля управления чередованием включения коммутатора 18 ускорения или коммутатора 19 замедления вращения дебалансов 2 и 3 с требуемым для этого положением самих дебалансов 2 и 3 на диаметрально противоположных концах окружности обода дебаланса 2 установлены два безконтактных датчика 20 и 21, один из которых (датчик 20) соединен с коммутатором 18 ускорения, а второй (датчик 21) соединен с коммутатором 19 замедления.Узел 11 стартовой раскачки и стабилизации частоты в данном устройстве по конструкции является центробежным дебалансным возбудителем и построен по схеме регулируемого электропривода с обратной связью по частоте. Он содержит дебалансный узел 22, кинематически связанный с электродвигателем 23, тахогенератор 24, полуйроводниковый регулятор 25 и задатчик 26 частоты. Для подачи и отключения питания в цепи источника 9 установлен выключатель 27.Включение вибровозбудителя в работу осуществляют после установки его на объект (условно не показано) замыканием выключателя 27 питания и подключением дросселя 12 выключателем 13. В начальной стадии запуска вибровозбудителя задатчи ком 26 частоты осуществляют постепенное увеличение частоты узла 11 стартовой раскачки и стабилизации. В результате раскачки корпус 1 начинает совершать колебания с круговой амплитудой, которые передаются через подшипниковые опоры 6 на дебалансы 2 и 3, заставляя их вращаться в направлении, задаваемым узлом 11, со скоростью со,вращения дебалансного узла 22. Однако наличие последовательного соединения электродвигателей 7 и 8 со встречным включением исключает однонаправленное вращение дебалансов 2 и 3 (эквивалентные электрические схемы фиг. 4 и 5), так как при вращении электродвигателей 7 и 8 в противоположные стороны (фиг. 4) при одинаковой скорости вращения результирующая электродвижущая сила (Е 7+ Е 8) в силовой цепи будет равна нулю а при вращении в одну сторону результирующая ЭДС будет равна удвоенной электродвижущей силе одного двигателя (Е 7 + Е 8= =2 Е 7) и вызовет дополнительный ток 1 в цепи электродвигателей 7 и 8, который будет создавать момент сопротивления вращению электродвигателей 7 и 8 в одну сто 10 15 20 накопитель 16 ускорения вращения и емкостный накопитель 17 замедления вращения дебалансов 2 и 3. Выходы накопителей 16 и 17 соответственно через электронные коммутаторы 18 и 19 (ускорения и замедления) объединены и подсоединены к силовому входу электродвигателей 7 и 8. 25 30 35 40 45 50 55 рону (1 = - -), где К - электрическое 2 Есопротивление якорной цепи электродвигателей 7 и 8.Таким образом, наличие последовательного соединения электродвигателей 7 и 8 с встречным включением предопределяет однозначность противофазной раскачки дебалансов 2 и 3, задаваемой узлом 11 стартовой раскачки и стабилизации частоты, и исключает необходимость применения для этих целей сложных кинематических узлов, имеющихся в известном вибровозбудителе.Для возбуждения необходимой амплитуды тяговой силы после установки задатчиком 26 стабильной частоты узла 11 стартовой раскачки осуществляют включение в работу электродвигателей 7 и 8. При этом стабилизация частоты узла 11 стартовой раскачки обеспечивается наличием отрицательной обратной связи по частоте от тахогенератора 24 на вход полупроводникового регулятора 25.Ввод в работу электродвигателей 7 и 8 начинается с подготовки к импульсному синхронному режиму работы коммутаторов 18 и 19, управляющие синхроимпульсы на которые начинают поступать от бесконтактных датчиков 20 и 21 в процессе вращения дебалансов 2 и 3, увеличением от нуля задающим регулятором 5 напряжения заряда емкостных накопителей 16 и 17. Разряд емкостных накопителей 16 и 17 на электродвигатели 7 и 8 происходит поочередно в моменты прохождения дебалансом 2 зон чувствительности датчиков 20 и 21, при этом при разряде емкостного накопителя 16 происходит уско. рение вращения электродвигателей 7 и 8 от начальной скорости ы до конечной скорости ы(фиг. 6) и замедление вращения от скорости гдо скорости ю. при разряде на электродвигатели 7 и 8 емкостного накопителя7. В целом максимальный уровень выделяемой энергии Е, ускорения (Е= С.Б-/2), где Сисоответственно емкость и напряжение накопителя 6, и энергия Ез замедления (Ез = - С-. Р/2), где С и- соответственно емкость и напряжение накопителя 17, установлен таким образом, что дебалансы 2 и 3, имея за один оборот ускорение и замедление вращения, совершают свой полный оборот за время Т, равное времени одного полного оборота дебалансного узла 22, В этом случае электродвигатели 7 и 8 практически полностью получают энергию емкостных накопителей 16 и7, так как индуктивное сопротивление дросселя 2 на порядок больше индуктивного сопротивления якорной цепи электродвигателей 7 и 8.При устойчивой работе вибровозбудителя дроссель 12 можно отключить выключателем 13. Вращение дебалансов 2 и 3 с переменной скоростью в зависимости от угла их поворота относительно корпуса 1 обеспечивает разную величину амплитуды инерционных усилий, действующих на устройство в противоположных направлениях. Это, в свою очередь, обеспечивает эффективную работу предлагаемого вибровозбудителя при его использовании в инерционных движителях, позволяя перемещаться объекту с таким вибровозбудителем даже в изотропном поле сил трения об окружающую среду.Для изменения амплитуды тяговой силы необходимо изменить энергию, запасаемую емкостными накопителями 16 и 17, что обеспечивается без остановки устройства изменением положения задающего регулятора 15. Описанное выполнение устройства позволяет без изменения кинематических цепей обеспечивать в процессе работы устройства гибкое регулирование частоты и амплитуды тягового усилия. Высокая степень жесткости устройства, отсутствие рычажных и тяговых кинематических узлов, имеющихся в известном вибровозбудителе, благоприятно влияют на повышение безотказности и долговечности устройства. Простота конструкции и компактность устройства обеспечиваются за счет применения электрических систем регулирования и управления, Это позволяет значительно повысить частоту, возбуждаемую устройством, и обеспечить защиту устройства от разрушения. 8Формула изобретения1, Вибровозбудитель инерционного дви.жителя, содержащий корпус с двумя одинаковыми дебалансами, соединенными с ис точником механической энергии в видеэлектродвигателя, подключенного к источнику электрической энергии, причем дебалансы связаны с источником энергии и между собой с возможностью синхронного вращения в противоположных направлениях с переменной скоростью в зависимости от угла их поворота относительно корпуса, отличающийся тем, что, с целью улучшения управляемости, уменьшения габаритов и повышения надежности, он дополнительно 15 снабжен жестко связанным с корпусом узлом стартовой раскачки и стабилизации частоты вращения дебалансов и еще одним однотипным электродвигателем, каждый дебаланс механически независимо соединен с одним из электродвигателей, связь дебалансов между собой и с источником энергии выполнена электрической в виде формирователя синхронно-импульсных токов переменного направления, при этом электродвигатели подключены к формирователю 25 токов встречно и последовательно.2. Вибровозбудитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости стартовой раскачки и синхронизации антифазного вращения дебалансов, он дополнительно снабжен дросселем, связанным с формирователем токов посредством дополнительно установленного выключателя, при этом индуктивность дросселя по крайней мере на порядок больше суммарной индуктивности силовой цепи электродвигателей.. Верес обретениям заушская Гатент, г