Пневматический вибровозбудитель с возвратно-поворотным движением дебаланса и способ регулирования его энергетических параметров

(51)5 В 06 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ(71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Х,Б.Ткач(56) Авторское свидетельство СССРФ 1369833, кл. В 06 В 1/18, 1985,Авторское свидетельство СССРУ 8891411 клф В 06 В 1/1.8 ф 1979(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ, С ВОЗВРАТНО-ПОВОРОТНЫМ ДВИЖЕНИЕМДЕБАЛАНСА И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования воз мущакицих сил, Целью изобретения является повышение эффективности работыпутем изменения частоты, амплитуды и направления действия возмущающейсилы и повышение надежности запускапутем снижения тормозящего момента,центробежнь1, 8 ил. под деиствиес, и 9 з,п.фла л ВТОРСКОМУ СВИ Регулирование энергетических парамет-.ров вибровозбудителя при постояннойвеличине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 сил сжатогогаза и неизменяемом направлении действия равнодействующей этих сил, приложенной перпендикулярно к боковой поверхности 15 в ее середине, осуществляется перераспределением массы дебаланса 3, при котором смещается центрмасс дебаланса по отношению к направлению действия равнодействующей силы.Дискретное перераспределение массыдебачанса производится до подачи сжатого газа в вибровозбудитель путемвыполнения в дебалансе радиальногопаза 7 или выполнения дебаланса 3 издвух элементов из материалов разнойплотности, Плавное перераспределениемассы дебаланса осуществляется послеподачи сжатого газа в вибровозбудитель путем регулируемого перемещениявторого элемента относительно деба 1577876Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в пневматических вибровозбудителях с возвратно-поворотным движением дебаланса для регулирования возмущаю 5 щих силЦелью изобретения является повышение эффективности работы путем изменения частоты амплитуды и направлеО ния действия возмущающей силы и по-. вьппение надежности запуска путем сни"жения т ормо зяще го момент а,На фиг,1 показана схема разворота ,дебаланса относительно его центра масс до подачи сжатого газа. в вибровозбудительпутем перераспределения масс дебаланса при помощи паза со стороны его оси качания; на фиг, 2 - то же, при помощи паза со стороны цилиндрической поверхности дебаланса; на фиг,3 - выполнение элементов дебаланса из материалов с различной плотностью; на фиг.4 - то же, при помощи лыски со стороны цилиндричес кой поверхности дебаланса; на фиг,5 операция разворота дебаланса относительно его центра масс после подачи сжатого газа в вибровозбудитель путем перераспределения масс дебалан.са за счет подвижности в радиальном направлении элемента, подпружиненного относительно дебаланса упругим элементом; на фиг,6 - выполнение упругого элемента в виде упругой обояочки с сжатым газом внутри нее; нафиг,7 - то же, в виде пневматической камеры; на фиг, 8 - смещение подвижного элемента относительно радиуса, проходящего через центр масс другого элемента.Пневматический вибровозбудитепь содержит цилиндрический корпус 1 .с отверстиями (не показано) для подвода .и отвода сжатого газа, .установленный в нем с возможностью качания на оси 2 дебаланс 3 с входным 4 и выходным 5 каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора, Дебаланс 3 выполнен по крайней мере из двух элементов, центры масс которых .размещены последовательно между осью 2 и цилиндрической поверхностью 6 дебаланса 3, причем одним из элементов может быть дебаланс 3. В де 55 балансе 3 может быть выполнен радиальный паз 7 со стороны оси 2 или со стороны его цилиндрической поверхности 6. Дебаланс 3 может быть выполнен с лыской 8 и содержать второй элемент 9 из материала с большой плотностью, например из свинца, Конструкция дебаланса 3 может содержать упругий элемент в виде пружины 10, подпружинивающий второй элемент 9 относительно первого элемента, которым является дебаланс 3 вдоль радиуса, проходящего через центр масс первого элемента. Упругий элемент может быть выполнен в виде эластичной оболочки 11 с сжатым газом внутри нее или в виде соединенной с источником сжатого газа (не показано) каналом 12 пневматической камеры 13, образованной выточкой 14 в первом элементе 3, закрытой торцом второго элемента 9, Конструкция дебаланса 3 может содержать пневматическую камеру 13 и второй элемент 9, центр массы К которого смещен относительно радиуса, проходящего через центрмассы К первого элемента, которымявляется дебаланс 3 (фиг,8), Боковыеповерхности 15 дебаланса 3 в полостикорпуса 1 образуют рабочие камеры.Вибровозбудитель с возвратно в поворотным движениемдебаланса работает следующим образом,Для регулирования энергетическихпараметров вибровозбудителя при постоянной величине действующих на боковую поверхность 15 дебаланса 3 силсжатого газа и неизменяемом направлении действия равнодействующей этихсил, приложенной перпендикулярно кбоковой поверхности 15 в ее середине,перераспределяют массу дебаланса 3и смещают за счет этого центр масспо отношению к направлению действияравнодействующей силы, Дискретноеперераспределение массы дебалансавыполняют до подачи сжатого газа ввибровозбудитель, а плавное перераспределение масс дебаланса 3 - после подачи сжатого газа в вибровозбудитель,Дискретное перераспределене массыдебаланса 3 может быть реализовано припомощи выполнения в дебалансе 3 вдоль радиуса,проходящего через его центр массы, радиального паза 7 со стороныоси 2 или со, стороны его цилиндрической поверхности 6, Выполнение радиального паза 7 в дебалансе 3 смещает центр массы последнего из точкиК в точку К (фиг.,1 и 2), Дискретное перераспределение масы дебалан7876 бвующей со стороны оси 2 на дебалансе3 и снижающей частоту его колебаний.При необходимости увеличения частоты15колебаний дебаланса 3 производят ана"логичным образом замену дебаланса 3 нановый, . у которого центр масс нахо 50 55 5 157са может быть реализовано путем выполнения его составным по крайнеймере из двух элементов, Одним элементом является дебапанс 3, а другойэлемент 9 выполнен из материала сбольшой плотностью, например из свинца и расположен в пазу со стороны цилиндрической поверхности 6 дебаланса,.после дискретного перераспределения массы дебаланса 3 устанавливаютего в вибровозбудитель, При подачесжатого газа в корпус 1 на боковойповерхности 15 дебаланса 3 возникает распределенная активная сила отвоздействия на нее сжатого газа, рав нодействующая которой приложена вточке А, расположенной в центре боковой поверхности 15, перпендикулярно к последней (Аиг.1), Поочередное воздействие сжатого газа на боковые поверхности 15 дебаланса 3 вызывает возвратно-поворотное движениепоследнего вокруг оси 2, Приложеннаяв точке А боковой поверхности 15 перпендикулярно ей равнодействующая распределенной активной силы вызываетпоявление двух моментов, Один моментсилы вызывает поворот дебалацса 3вокруг оси 2, а другой опрокидывающий момент вызывает поворот дебалацса. 3 вокруг его центра масс, расположенного, например, в точке К, Поддействием опрокидывающего моментавозникает дополнительная сила трения при качании дебаланса 3 вокругоси 2, которая приводит к снижениючастоты колебаний дебаланса,При необходимости изменения, например увеличения частоты колебанийдебаланса 3 прекращает подачу сжатого газа в вибровозбудитель и заменяют дебаланс 3 на другой, в которомвыполнен радиальный паз 7 со стороны цилиндрической поверхности 6 илилыска 8 и снова подают сжатый газ,В этом другом дебалансе центр масснаходится дальше от точки П пересечения проходящего через центр массдебаланса радиуса с линией действияравнодействующей распределенной активной силы, приложенной в точке Аперпендикулярно боковой поверхности15, В этом случае опрокидывающий момент, возникающий эа счет несовпадения центра масс дебаланса 3 с линиейдействия равнодействующей силы, воз"растает, что приведет к увеличениюдополнительной силы трения, дейст- . 1 О 15 20 25 30 35 40 45 дится ближе к точке Р или совпадает с ней, В этих случаях опрокидывающиймомент уменьшается или при расположении центра масс в точке Р отсутствует, что приводит к снижению дополнительной силы трения и увеличению частоты колебаний дебаланса, Так каквеличина возмущающей силы вибровозгбудителя пропорциональна произведению квадрата частоты колебаний дебаланса на расстояние его центра массот оси качания, то при удалении центра масс дебалацса 3 от его оси 2,возмущающая сила вибровозбудителябудет увеличиваться, а при приближении соответственно уменьшаться,Способ регулирования энергетических параметров вибровозбудителя путемплавного смешения подвижного элемен-.та дебалацса в цлправлеции его цилиндрической поверхности после подачи сжатого газа в вибровозбудитель можетбыть реализовац в различных конструкциях пневматического вибровозбудителя,имеющих возможность регулировки положения подвижного элемента относительно дебалацса,На фиг,5 и 6 показана конструкциявибровозбудителя с составным дебалацсом, второй элемент 9 которого установлен с возможностью перемещениявдоль радиуса, проходящего черезцентр масс дебалацса 3 и подпружиненотносительно него пружиной 10 илиэластичной оболочкой 11 с сжатым газом внутри нее. При подаче сжатогогаза в вибровозбудитель дебаланс 3совершает возвратно-поворотное движе-ние вокруг оси 2, Под действием центробежной силы второй элемент 9 перемедается вдоль радиуса, проходящего через центр массы дебаланса 3 в сторону его цилиндрической поверхности 6,Центр масс дебаланса 3 при этом будет смещаться к точке П, Опрокидывающий момент, возникающий за счетнесовпадения центра масс дебаланса 3с точкой О, будет уменьшаться, чтоприведет к уменьшению дополнительной силы трения, действующей со стороны оси 2 на дебаланс 3, увеличению частоты колебаний дебаланса 3 и вели 157787 бчины возмущающей силы вибровозбудителяеВеличину радиального смещениявторого элемента 9 регулируют путемустановки пружин 10 с разной жест"крстью или за счет разного давлениясжатого газа внутри эластичной оболЬчки 11На фиг,7 показана конструкцияп евматического вибровозбудителя, у 1 которого второй элемент 9 установлен1в дебалансе 3 с возможностью радиалього перемещения и подпружинен отно-тельно последнего упругим элементом в виде соединенной с источникоматого газа каналом 12 пневматичесой камеры 13 образованной выточкой914 в дебалансе 3 и закрытой торцомвторого элемента 9, При подаче сжато Ого газа в вибровозбудитель под дейстием центробежных сил второй элементперемещается вдоль радиуса, прохощего через центр масс дебаланса 3сторону его цилиндрической поверхфости 6, Величину радиального смеще-,Йия второго элемента 9 дистанционно1 егулируют путем изменения в пневматической камере 13 давления сжатогораза, поступающего через канал 12,Дистанционным регулированием радиального смещения второго элемента 9 изменяют величину опрокидывающего момента, возникающего но причине несовпадения центра масс дебаланса 3 с ли,нией действия равнодействующей силыи соответственно изменяют частотуи величину возмущающей силы вибровозбудителяеНа фиг, 8 показана конструкция40пневматического вибровозбудителя,у которого дебаланс 3 выполнен составным и содержит второй элемент 9,центр массы К которого смещен относительно радиуса дебаланса, проходя 1щего через центр массы К другогоэлемента, которым является дебаланс3. При работающем вибровозбудителедистанционно регулируют величину радиального смещения второго элемента9, что позволяет создавать дополни",тельный момент и изменять направление возмущающей силы вибровозбудителя,Таким образом, преимуществом пред.- лагаемого изобретения является то,что появляется возможность без изменения габаритов пневматического вибровозбудителя настраивать его начастоту, необходимую для получения оптимального процесса производства, и повысить величину возмущающей силы вибровозбудителя, Обеспечиваются оптимальные условия работы вибровозбудителя, в частности возможно изменять одновременно частоту колебаний и возмущающую силу пневматического вибровозбудителя, Улучшается запуск пневматического вибровозбудителя в работу, так как обеспечивается устранение момента, разворачивающего де- . баланс относительно его центра масспри запуске, .и появление момента при работе для снижения частоты колебаниивФормула изобретения1, Пневматический вибровозбудительс возвратно-поворотным движением дебапанса, содержащий цилиндрический корпус с отверстиями для подвода и отвода сжатого газа и установленный в нем с возможностью качания дебаланс с входным и выходными каналами, поперечное сечение которого имеет вид сектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности его работы и повышения надежности запуска, дебаланс составлен по крайьей мере из двух элементов, центры масс которых размещены последовательно между осью качания. дебаланса и его цилиндрической поверхностью,2. Пневматический вибровозбудитель по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что оба элемента установлены таким образом, что центры масс ихрасположены вдоль одного радиуса, проходящего через чентр масс дебаланса,3. Пневматический вибровозбудительпо пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с ятем, что центры масс элементоврасположены в точке пересечения пря-.мых, проходящих через середины боковых поверхностей дебаланса перпендикулярно последним,4, Пневматический вибровозбудительпо п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что центр массы одного элементасмещен относительно радиуса дебаланса, проходящего через центр массыдругого элемента,5,.Пневматический вибровозбудительпо пп,1,2 и 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения кон 1577876струкции, в дебалансе выполнен ради-.,альный паз,6, Пневматический вибровозбудительпо п.5, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что паз выполнен со стороны оси качания дебаланса или со стороны цилиндрической поверхности дебаланса,7, Пневматический вибровозбудительпо п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 1 рчто он снабжен упругим элементом,подпружинивающим вдоль радиуса дебаланса, проодящего через его центрмасс, один иэ элементов дебаланса кдругому. 158, Пневматический вибровозбудитепь по п, 1 и 7, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что упругий элементпредставляет собой пружину илиэластичную оболочку с сжатым газомвнутри нее.9, Пневматический вибровозбудитель по и, 1 и 7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в одном из элементоввыполнена выточка, закрытая торцомдругого элемента, предназначеннаядля соединения с источником сжатогогаза и представляющая собой упругийэлемент.1 О., Способ регулирования энергетических параметров пневматическоговибровозбудителп, заключающийся втом, что подают сжатый газ в вибровозбудитель, разворачивают дебалансотносительно его центра масс, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что перераспределяют массу дебаланса до подачи сжатого газа в вибровоэбудитель,11. Способ регулирования энергетических параметров пчевматическоговибровозбудителя по п,10, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что дебалансвыполняют из двух элементов, один изкоторых смещают плавно в направлениицилиндрической поверхности дебалансапосле подачи в вибровозбудитель сжа.того газа,15 77876Составитель А, Дроговоз Редактор Ю, Середа Техред. М.Моргентал Корректор С.Шев Заказ 187 Тираж 383 Подписное ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагар