упругая система вибрационного устройства

Формула изобретения

1. УПРУГАЯ СИСТЕМА ВИБРАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА, включающая рабочий орган и основание, соединенные упругими стержнями, на концах которых расположены разрезные зажимные втулки, отличающаяся тем, что каждый упругий стержень выполнен из двух одинаковых по длине цилиндрических ступеней разного диаметра с резьбой одинакового шага, при этом разрезные зажимные втулки выполнены с внутренней резьбой, соответствующей резьбе на сопряженной цилиндрической ступени упругого стержня.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрические ступени упругих стержней выполнены с диаметрами d₁ и d₂, удовлетворяющими соотношению d₁ < d₂ < 1,5d₁.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что наружная поверхность разрезных зажимных втулок выполнена конической.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что разрезные зажимные втулки выполнены с фланцем.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что разрезные зажимные втулки имеют фиксаторы, установленные на их конической поверхности.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что фиксаторы выполнены в виде полых цилиндров с внутренней конической поверхностью, соответствующей конической поверхности разрезных зажимных втулок, а на наружной поверхности фиксаторов выполнена резьба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к упругим системам вибрационных машин, в которых необходима регулировка параметров вибрации.

Известно устройство, содержащее вибропривод, активную и реактивную части соединенные между собой упругими элементами, выполненными в виде наклонных стержней, концы которых жестко защемлены в зажимах; зажимы выполнены в виде шарообразных цанг с отверстиями под стержни, установленных в конических гнездах и закрепленных в них посредством накидных гаек, при этом разрезы цанг выполнены по диаметру отверстий в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с разных сторон цанг [1] Недостатком его является сложность резонансной настройки, в частности из-за невозможности сохранить при регулировке базового расстояние между активной и реактивной массами, а также из-за того, что при регулировке упругие стержни находятся в неопределенном положении после разжатия цанг, что вызывает необходимость дополнительных мер по фиксации стержней.

Известно также устройство, содержащее упругие элементы в виде круглых стержней, установленных под углом к горизонту между рабочим органом и основанием с возможностью изменения угла наклона, и узлы крепления упругих элементов к рабочему органу и основанию, приспособление угловой фиксации. Каждый узел крепления упругого элемента выполнен в виде болта с боковым пазом, при этом, в рабочем органе и основании выполнены отверстия, в которых установлены болты [2] Недостатком его является сложность резонансной настройки, а также недостаточно широкий диапазон регулировки резонансной частоты.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее рабочий орган и основание, соединенные упругими стержнями, на концах которых находятся разрезные зажимные втулки, крепящие упругий стержень к рабочему органу и основанию, и установленные с возможностью перемещения вдоль упругих элементов для изменения рабочей длины стержней и амплитуды колебаний [3] Недостатком его является сложность в осуществлении резонансной настройки и недостаточно широкий диапазон регулировки резонансной частоты.

В основу изобретения положена задача создания упругой системы вибрационного устройства, конструктивное выполнение которого позволило бы, за счет изменения жесткости упругих стержней при неизменной их длине, упростить регулировку и расширить ее диапазон.

Существо изобретения заключается в том, что в устройстве, включающем рабочий орган и основание, соединенные упругими стержнями, на концах которых расположены разрезные зажимные втулки, каждый упругий стержень выполнен из двух одинаковых по длине цилиндрических ступеней разного диаметра с резьбой одинакового шага, при этом разрезные зажимные втулки выполнены с внутренней резьбой, соответствующей резьбе на сопряженной цилиндрической ступени упругого стержня.

Целесообразно цилиндрические ступени упругих стержней выполнять с диаметрами d1 и d2, удовлетворяющими соотношению d1 < d2 < 1,5 d1.

Целесообразно также наружную поверхность разрезных зажимных втулок выполнять конической.

Целесообразно разрезные зажимные втулки выполнять с фланцем.

Целесообразно разрезные зажимные втулки выполнять с фиксаторами, устанавливаемыми на их конической поверхности.

Целесообразно также фиксаторы выполнять в виде полых цилиндров с внутренней конической поверхностью, соответствующей конической поверхности разрезных зажимных втулок, а на наружной поверхности фиксаторов выполнять резьбу.

Для изменения жесткости упругой системы необходимо согласованное изменение жесткости упругих стержней.

Изменение жесткости упругого стержня осуществляется посредством практически одного движения вращением упругого стержня вокруг своей оси за счет изменения соотношения длин ступеней стержня при поступательном его перемещения. Равенство шагов резьбы ступеней стержня обеспечивает сохранение постоянства расстояния между рабочим органом и основанием.

На фиг. 1 изображена конструкция упругой системы вибрационного устройства; на фиг. 2 конструкция вибрационного устройства с предлагаемой упругой системой.

Упругая система содержит основание 1 и рабочий орган 2, соединенные упругими стержнями 3, которые закреплены при помощи разрезных втулок 4 и фиксаторов 5.

Каждый упругий стержень выполнен из двух одинаковых по длине цилиндрических ступеней разного диаметра d1 и d2, которые, в частности, при изменении резонансной частоты колебательной системы вибрационного устройства в 2 раза, как наиболее часто встречающееся при регулировке, находятся в соотношении d1 < d2 < 1,5 d1, так как резонансные частоты вибрационных устройств пропорциональны квадратам диаметров ступеней упругого стержня.

На цилиндрических ступенях стержней выполнены резьбы с одинаковым шагом. Каждая ступень упругого стержня на участке своей длины l зажимается разрезной втулкой с фланцем. Втулка имеет продольный радиальный разрез и резьбу в отверстии, соответствующую резьбе на зажимаемой ступени стержня. Разрезные втулки упираются своими фланцами в торцы двухступенчатых отверстий, выполненных в основании и рабочем органе на одной из ступеней этих отверстий выполнена резьба.

По наружной конической поверхности разрезной втулки осуществляется ее зажим фиксатором, выполненным в виде полого цилиндра с внутренней конической поверхностью, соответствующей конической поверхности втулки, и резьбой на наружной поверхности.

В рабочем состоянии фиксаторы своими коническими поверхностями зажимают разрезные втулки и упругий стержень, причем возникающее осевое усилие стопорит фиксаторы в резьбовых отверстиях основания и рабочего органа.

Для регулировки упругой системы, т.е. изменения резонансной частоты необходимо изменить жесткость упругой системы, что осуществляется согласованным изменением жесткости упругих стержней.

Изменение жесткости упругого стержня осуществляется следующим образом. Фиксаторы вращают в резьбовых отверстиях основания и рабочего органа до упора в торцы фланцев разрезных втулок, добиваясь их прижима к торцам двухступенчатых отверстий, при этом высвобождается коническая поверхность разрезных втулок, которые разжимаются, высвобождая стержень для вращения. Если теперь вращать стержень вокруг его оси, то ввиду резьбового соединения стержня с разрезными втулками, он будет смещаться в осевом направлении. При этом, поскольку шаги резьб на ступенях равны, расстояние между основанием и рабочим органом не изменится, но будет изменяться соотношение длин участков стержня с диаметрами d1 и d2, входящих в активную длину стержня S (под активной длиной стержня понимается длина участка стержня, расположенного между сопряженными разрезными втулками, т.е. участка стержня, подверженного упругим деформациям и определяющего упругие свойства системы). При этом будет изменяться жесткость (как поперечная, так и крутильная) упругого стержня. После изменения жесткости стержня на требуемую величину фиксаторы возвращают в исходное положение. В результате упругая система будет вновь готова к работе, но уже с измененной жесткостью и, соответственно, резонансной частотой.

Таким образом, перевод стержня упругой системы из рабочего состояния в регулировочное осуществляется практически одним движением (вращением фиксаторов), изменение жесткости упругого элемента тоже одним движением (вращением стержня), следовательно, весь процесс регулировки резонансной частоты осуществляется посредством минимального количества действий.

П р и м е р. Вибрационное устройство с приведенной упругой системой содержит основание 1 и рабочий орган 2, соединенные четырьмя упругими стержнями 3, которые закреплены при помощи разрезных втулок 4 и фиксаторов 5. На рабочем органе расположена чаша 6 для транспортирования деталей. Для возбуждения колебаний использован электромагнитный вибропривод 7.

Рабочий орган представляет собой горизонтально расположенный диск диаметром 220 мм, в котором равномерно по окружности диаметром 140 мм и с центром, совпадающим с центром диска, выполнены под углом 15^о к вертикали в плоскостях, перпендикулярных радиусам окружности, четыре двухступенчатых отверстия, ступени с большим диаметром которых расположены в нижней части диска и выполнены резьбовыми диаметром 30.

Основание представляет собой массивный диск диаметром 220, расположенный на расстоянии Н 60 мм ниже рабочего органа и соосно ему, в котором выполнены соосно с отверстиями рабочего органа четыре двухступенчатых отверстия, ступени с большим диаметром которых расположены в верхней части диска и выполнены резьбовыми диаметром 30.

Упругие стержни разделены посередине своей длины L 160 мм на две цилиндрические ступени с диаметрами d1 5 мм и d2 7 мм. На ступенях выполнены резьбы соответствующих диаметров (т. е. 5 и 7) с одинаковым шагом. На торце ступени стержня с меньшим диаметром выполнен шлиц. Каждая ступень на участке своей длины l 15 мм зажимается разрезной втулкой с фланцем, имеющей продольный радиальный разрез и резьбу в отверстии, соответствующую резьбе на зажимаемой ступени стержня. Разрезные втулки упираются своими фланцами в торцы двухступенчатых отверстий рабочего органа и основания. По наружной поверхности разрезной втулки, выполненной с конусностью 1:5, осуществляется ее зажим фиксатором, выполненным в виде цилиндра, имеющего коническое отверстие и резьбу диаметром 30 по наружной поверхности. Фиксаторы находятся в резьбовом соединении с соответствующими резьбовыми отверстиями в рабочем органе и основании.

Регулировка резонансной частоты вибрационного устройства осуществляется согласованным вращением каждого упругого стержня.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет упростить резонансную настройку системы за счет уменьшения количества необходимых для этого действий.

Фиксация и расфиксация осуществляется посредством поворота фиксатора, а регулировка жесткости вращением упругих стержней.

Данная конструкция также позволяет расширить диапазон регулировки резонансной частоты при сохранении постоянным расстояния между рабочим органом и основанием.