дебалансный вибровозбудитель

Формула изобретения

Дебалансный вибровозбудитель, содержащий электродвигатель, на выходном валу которого установлены неподвижный и подвижный в окружном направлении дебалансы, связанные между собой упругим элементом, причем центры тяжести дебалансов расположены в плоскости, проходящей через ось вращения выходного вала, по разные стороны от последней, отличающийся тем, что между подвижным дебалансом и электродвигателем установлен вентилятор, закрепленный на подвижном дебалансе, а упругий элемент выполнен в виде пружины кручения, концы которой закреплены на дебалансах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуются вибрационные устройства с тяжелыми условиями эксплуатации: затрудненный пуск, резонансные режимы, длительные перегрузки приводного электродвигателя и, как следствие, его перегрев.

Известен дебалансный вибровозбудитель, содержащий электродвигатель, приводной вал, установленный на нем дебаланс, состоящий из двух частей, одна из которых закреплена на валу, а другая установлена с возможностью поворота вокруг вала. Поворотная часть дебаланса имеет замкнутую выемку, а в закрепленной части выполнен радиальный паз, в котором расположен связывающий обе части дебаланса элемент, подпружиненный в радиальном направлении (А.с. СССР №637169, кл. В06В 1/16, 1978 г.). Недостатками аналога являются сложность конструкции вибровозбудителя и малая надежность, обусловленная как сложностью конструкции, так и малым сроком службы электродвигателя из-за отсутствия системы его охлаждения.

Известен также дебалансный вибровозбудитель, содержащий электродвигатель, приводной вал с установленными на нем двумя дебалансами, один из которых закреплен на валу неподвижно, а другой установлен с возможностью поворота посредством копира и пружины, стягивающей их (А.с. СССР №784945, кл. В06В 1/16, 1980 г.). Недостатками данного вибровозбудителя являются также сложность конструкции и малая надежность из-за отсутствия охлаждения, а также неудовлетворительный линейный закон изменения раздвигающей силы от скорости, что затрудняет переход вибровозбудителя через резонансную зону.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является вибровозбудитель, содержащий электродвигатель, на выходном валу которого установлены неподвижный и подвижный в окружном направлении дебалансы, связанные между собой упругим элементом, причем центры тяжести дебалансов расположены в плоскости, проходящей через ось вращения выходного вала, по разные стороны от последней, в валу выполнены центральное и глухое радиальные отверстия, и механизм фиксации подвижного дебаланса, выполненный в виде размещенной в глухом радиальном отверстии шаровой шпонки, связанной с ней упругой пластины, установленной в глухом радиальном отверстии перпендикулярно оси вала, и управляющего стержня, размещенного в центральном цилиндрическом отверстии, а на посадочной поверхности подвижного дебаланса выполнен сегментный паз со сферическими углублениями (А.с. СССР №1310040, кл. В06В 1/16, 1987 г.).

Недостатками прототипа являются малая надежность устройства, обусловленная сложностью конструкции вибровозбудителя и малым сроком службы электродвигателя из-за отсутствия системы его охлаждения, а также небольшая раздвигающая сила (только за счет лобового аэродинамического сопротивления поворотного дебаланса), что с учетом вибрационного момента и трения в контакте «вал - поворотный дебаланс» может вызвать «застревание» поворотного дебаланса на валу.

Технический результат - упрощение конструкции вибровозбудителя за счет исключения из устройства таких элементов как центральное и глухое радиальные отверстия в валу, шаровая шпонка, связанная с ней упругая пластина, установленная в глухом радиальном отверстии перпендикулярно оси вала, и управляющий стержень, размещенный в центральном цилиндрическом отверстии, увеличение раздвигающей силы, а также - повышение надежности как за счет упрощения конструкции вибровозбудителя, так и за счет снижения температуры электродвигателя.

Для достижения технического результата заявляемое изобретение - дебалансный вибровозбудитель содержит электродвигатель, на выходном валу которого установлены неподвижный и подвижный в окружном направлении дебалансы, связанные между собой упругим элементом, причем центры тяжести дебалансов расположены в плоскости, проходящей через ось вращения выходного вала, по разные стороны от последней, между подвижным дебалансом и электродвигателем установлен вентилятор, закрепленный на подвижном дебалансе, а упругий элемент выполнен в виде пружины кручения, концы которой закреплены на дебалансах.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - дебалансный вибровозбудитель, на фиг.2 - неподвижный дебаланс вибровозбудителя.

Дебалансный вибровозбудитель содержит электродвигатель 1, на выходном валу 2 которого установлены неподвижный дебаланс 3 и подвижный дебаланс 4 одинаковой массы, соединенные между собой пружиной кручения 5. Между подвижным дебалансом 4 и электродвигателем 1 установлен вентилятор 6, закрепленный на подвижном дебалансе 4 с возможностью их совместного поворота относительно выходного вала 2 и неподвижного дебаланса 3. Для изменения статического момента вибровозбудителя неподвижный дебаланс 3 имеет несколько отверстий 7, в одном из которых устанавливается упор 8, выполненный, например, в виде болта и предназначенный для ограничения углового перемещения подвижного дебаланса 4.

Дебалансный вибровозбудитель работает следующим образом. В исходном положении подвижный дебаланс 4 и неподвижный дебаланс 3, установленные на выходном валу 2 электродвигателя 1, раздвинуты на угол 180°, что обеспечивается пружиной кручения 5. При этом их суммарный статический момент равен нулю, что существенно облегчает процесс пуска дебалансного вибровозбудителя. По мере разгона электродвигателя 1 пропорционально квадрату его угловой скорости увеличивается момент сопротивления вентилятора 6, под действием которого подвижный дебаланс 4, преодолевая восстанавливающую силу пружины кручения 5, начинает поворачиваться в направлении, противоположном направлению вращения выходного вала 2, и при номинальной скорости вращения выходного вала 2 занимает положение, соответствующее заданному значению суммарного статического момента дебалансов, при котором угол раздвига между неподвижным дебалансом 3 и подвижным дебалансом 4 определяется положением упора 8, установленного в одном из отверстий 7, который ограничивает угловое перемещение подвижного дебаланса 4. При торможении электродвигателя 1 момент сопротивления вентилятора 6 уменьшается вследствие уменьшения угловой скорости выходного вала 2, и подвижный дебаланс 4 возвращается в исходное положение, при котором суммарный статический момент дебалансов равен нулю. При необходимости изменения центробежной силы в рабочем режиме в неподвижном состоянии вибровозбудителя меняют положение упора 8.

Вентилятор 6, являясь устройством для изменения взаимного углового положения дебалансов, одновременно выполняет другую полезную функцию - охлаждает электродвигатель 1. Мощность вентилятора 6 выбирается из условия обеспечения допустимого уровня температуры электродвигателя 1 и определяется геометрическими размерами вентиляционных лопаток. Коэффициент угловой жесткости С пружины кручения 5 выбирается исходя из условия максимального разворота подвижного дебаланса 4 в номинальном режиме на угол 180°:

Нм/рад,

где Р_ВЕНТ - мощность вентилятора в номинальном режиме,

_н - номинальная частота вращения вибровозбудителя.

При правильном выборе параметров вышеназванных элементов обеспечивается легкий пуск и безопасное прохождение резонансного режима при пуске и торможении дебалансного вибровозбудителя, а также улучшаются условия охлаждения электродвигателя 1. Большая вентиляционная раздвигающая сила и ее квадратичная зависимость от скорости обусловливают малую зависимость угла поворота подвижного дебаланса 4 от нестабильных и трудноучитываемых вибрационных сил и сил трения, что также повышает надежность устройства.

Таким образом, предлагаемое изобретение - дебалансный вибровозбудитель обладает, по сравнению с прототипом, простотой конструкции, достаточной раздвигающей силой и повышенной надежностью.