ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ
ELECTROMAGNETIC VIBRATION EXCITER

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях хозяйственной деятельности.
Известен по Авт. св. СССР 1122372 электромагнитный возбудитель колебаний, содержащий магнитопровод, соединенный с ним упругой связью и замыкающий его через воздушный зазор якорь, катушку возбуждения и устройство электропитания.
Известен по Авт. св. СССР 1356136 электромагнитный вибратор, содержащий стержневой магнитопровод с тремя обмотками, каждая из которых размещена на одном из стержней, и ферромагнитный якорь, закрепленный на упругой системе, а также схему электропитания.
Известен по Авт. св. СССР 1597233 электромагнитный вибровозбудитель, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита и якоря, жестко связанного с ярмом, соединенным с корпусом двумя цилиндрическими пружинами, две плоские рессоры и опорный элемент, размещенный по центру ярма со стороны, противоположной электромагниту, причем один край каждой рессоры закреплен относительно корпуса, а другой касается опорного элемента.
Недостатки аналогов: высокий уровень шума, возникающего от соударения крайних витков, а также значительное рассеяние энергии при резонансных колебаниях, что обусловлено микросдвигами торцовых частей пружин относительно опорных плоскостей и соударением крайних витков.
В качестве прототипа выбран электромагнитный вибровозбудитель, известный по Авт. св. СССР 622722, содержащий якорь с электромагнитом и корпус статора с ярмом, соединенные системой упругих элементов, состоящих из пружин растяжения-сжатия, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, причем паз выполнен так, что прорезь не доходит до торцов втулки, образуя по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь электромагнита и корпус статора.
В прототипе решена задача снижения шума и рассеяния энергии, однако существенным недостатком прототипа является использование в конструкции нетехнологичных пружин растяжения-сжатия, получаемых прорезанием сквозного винтового паза в средней части цилиндрической втулки. Применительно к реальным конструкциям втулка имеет толщину стенки порядка 20-50 мм. Фрезерование сквозного винтового паза в такой втулке является трудоемкой технологической операцией. Кроме того, значительная величина шага винтового паза делает невозможным выполнение указанной технологической операции на типовом металообрабатывающем оборудовании - требуется изготовление специального сложного приспособления.
Задачей изобретения является повышение технологичности конструкции электромагнитного вибровозбудителя.
Решение задачи достигается тем, что электромагнитный вибровозбудитель содержит электромагнит, якорь и корпус статора, соединенные системой упругих элементов, состоящих из пружин растяжения-сжатия, каждая из которых имеет по краям фланцы, к которым прикреплены якорь и корпус статора, электромагнит прикреплен к корпусу статора, пружины растяжения-сжатия выполнены в виде винтовых витых пружин, к их торцам приварены присоединительные фланцы, на каждом из которых выполнено углубление, исключающее соприкосновение крайних рабочих витков пружин с присоединительными фланцами при работе пружин, при этом крайние витки подогнуты и срезаны так, что при сжатии пружин максимальной нагрузкой витки пружин не соприкасаются, причем пружины растяжения-сжатия могут иметь как цилиндрическую, так и фасонную форму.
Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат: повысить технологичность конструкции электромагнитного вибровозбудителя за счет замены нетехнологичных прорезных винтовых пружин растяжения-сжатия технологичными винтовыми витыми пружинами растяжения-сжатия с приваренными присоединительными фланцами.
Анализ уровня техники в области машиностроения и вибрационной техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков является новой, явным образом не следует из уровня техники и таким образом предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство электромагнитного вибровозбудителя. Электромагнитный вибровозбудитель содержит электромагнит 1, якорь 2 и корпус статора 3. Электромагнит 1 закреплен на корпусе статора 3. Якорь 2 и корпус статора 3 соединены между системой упругих элементов, состоящих из винтовых витых пружин растяжения-сжатия 4. К торцам каждой пружины приварены присоединительные фланцы 5. Ярмо 6 электромагнита 1 прикреплено к якорю 2, к которому прикреплен также регулировочный груз 7. Электромагнитный вибровозбудитель закрыт кожухом 8. Присоединительные фланцы 5 приварены сварочными швами 9 к винтовым витым пружинам 4. На каждом присоединительном фланце 5 выполнено углубление 10.
Электромагнитный вибровозбудитель работает следующим образом. По катушке электромагнита 1 пропускают пульсирующий или переменный ток. Возникающее при этом пульсирующее магнитное поле взаимодействует с ферромагнитным ярмом 6 электромагнита 1. Это приводит к созданию пульсирующей силы тяги, притягивающей ярмо 6 к электромагниту 1. Сила притягивает якорь 2 и корпус статора 3 один к другому, деформируя пружины растяжения-сжатия 4. В момент времени, когда ток и сила равны нулю, пружины растяжения-сжатия 4 отбрасывают друг от друга корпус статора 3 и якорь 2. В рабочем режиме, т.е. после присоединения корпуса статора 3 к рабочему органу вибрационной машины, колебательную систему настраивают с помощью регулировочных грузов 7 на режим резонансных колебаний. Закрепление электромагнита 1 на корпусе статора 3 позволяет уменьшить динамическое воздействие на катушку электромагнита 1, а также упростить задачу передачи к ней электрического тока. Наличие углубления 10 на каждом из присоединительных фланцев 5 исключает соприкосновение крайних рабочих витков пружин с присоединительными фланцами. При этом крайние витки пружин подогнуты и срезаны перед сваркой так, что при сжатии пружин максимальной нагрузкой витки пружин не соприкасаются. Благодаря этим особенностям обеспечивается бесшумная работа пружин растяжения-сжатия 4.
В данном электромагнитном вибровозбудителе решена задача изобретения - достигнуто повышение технологичности конструкции электромагнитного вибровозбудителя. Задача изобретения решена за счет замены нетехнологичных прорезных винтовых пружин растяжения-сжатия технологичными винтовыми витыми пружинами растяжения-сжатия с приваренными присоединительными фланцами. Как известно, технология изготовления винтовых витых пружин в условиях машиностроительного производства давно отработана (см. например, стр.871-981 в книге: Справочник машиностроителя. В трех томах. Том третий. Гос. научно-техн. изд-во машиностроит. лит-ры. М., 1951).
Технология сварки стальных деталей с высокоуглеродистой сталью (пружинная сталь является высокоуглеродистой сталью) и последующей термообработки также отработана (см. например, стр.120 в книге: Справочник сварщика / Под ред. В.В.Степанова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. Машиностроение, 1982).
Как видно из изложенного выше, возможность практического осуществления предложенного изобретения не вызывает сомнений. Таким образом, предложенное изобретение промышленно применимо.