ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ
HYDRAULIC VIBRATION EXCITER

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в виброактивных рабочих органах землеройных машин и на оборудовании для формования строительных изделий.
Известен гидравлический вибровозбудитель содержащий насос, гидроцилиндр, рабочая полость которого связана с напорной магистралью и со сливом, при этом в сливной магистрали параллельно друг другу установлены два дросселя с упругими оболочками, а сливная магистраль снабжена гидравлическим сопротивлением, установленным параллельно первому дросселю и последовательно второму дросселю, причем управляющая полость этого дросселя подключена к сливной магистрали между регулируемым гидравлическим сопротивлением и вторым дросселем (авторское свидетельство СССР №954653, кл. F15B 21/12, 05.09.1982).
Недостатком известного гидравлического вибровозбудителя является сложность конструкции, заключающаяся в наличии двух гидроуправляемых дросселей с упругими запорно-регулирующими элементами, которые подключены по описанной выше схеме.
За прототип выбран гидравлический вибровозбудитель содержащий насос, гидроцилиндр, имеющий подпружиненный по оси поршень, поршневая полость которого сообщена с напорной магистралью, два параллельно установленных дросселя, имеющие каждый упругий элемент, и постоянный дроссель, вход и управляющая полость первого и вход второго дросселей предназначены для связи с напорной магистралью и с поршневой полостью гидроцилиндра, выход первого и управляющая полость второго дросселей через постоянный дроссель и выход второго дросселей предназначены для связи со сливной магистралью, при этом поршень снабжен размещенным на наружной поверхности поршня мембранным уплотнительно-распределительным устройством с полостью управления и вторым постоянным дросселем, выход которого соединен с управляющей полостью мембранного уплотнительно-распределительного устройства, а его вход - с напорной магистралью, при этом дроссели размещены в поршне и входы первого и второго постоянного дросселя предназначены для соединения с напорной магистралью последовательно через поршневую полость гидроцилиндра, а выходы второго и первого постоянного дросселей предназначены для соединения со сливной магистралью через штоковую полость. Кроме этого рабочий элемент каждого дросселя выполнен в виде втулки для взаимодействия с упругим элементом, имеющей на прилегающей к последнему поверхности, радиальные пазы и осевые отверстия (авторское свидетельство SU №1489845, А1, кл. В06В 1/18, 30.06.1989.
Недостатком известного гидравлического вибровозбудителя является сложность конструкции, обусловленная наличием двух гидроуправляемых дросселей с мембранными запорно-регулирующими элементами и мембранного уплотнительно-распределительного устройства, которые установлены в поршне гидроцилиндра и соединены между собой и напорной магистралью, по описанной выше схеме. Кроме этого, в известном техническом решении сложно регулировать амплитудно-частотную характеристику вибровозбудителя.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением состоит в упрощении конструкции гидравлического вибровозбудителя.
Технический результат достигается тем, что в гидравлическом вибровозбудителе, содержащем насос, гидроцилиндр с подпружиненным поршнем по оси в направлении поршневой полости, гидролинию, связывающую поршневую полость гидроцилиндра со сливом гидроцилиндра, и дроссель, согласно изобретению, в гидролинии, связывающей поршневую полость гидроцилиндра со сливом, установлен регулируемый дроссель, при этом в качестве насоса использован шестеренчатый насос и на ведомой шестерне насоса выполнены два радиальных канала, выходы которых соединены между собой в центре оси шестерни, а входы выполнены с возможностью одновременного соединения одного из них со всасывающей полостью, а другого с напорной полостью для сброса жидкости из напорной полости во всасывающую и сброса давления в поршневой полости гидроцилиндра.
Выполнение двух радиальных каналов на ведомой шестерне насоса, таким образом, что выходы их соединены между собой в центре оси шестерни, а входы выполнены с возможностью, в процессе вращения шестерни, одновременного соединения одного из них с всасывающей полостью, а другого с напорной полостью позволяет в процессе его вращения шестерни периодически (один раз в течение одного оборота шестерни), соединять напорную полость шестеренчатого насоса с его всасывающей полостью. В результате этого один раз в течение одного оборота шестерни, происходит сброс определенного объема жидкости из напорной полости во всасывающую полость насоса, а это, в свою очередь приводит к сбросу давления в поршневой полости. В результате этого достигается колебательное движение поршня гидроцилиндра со штоком.
Таким образом, использование в качестве источника гидравлического питания на вибровозбудителе шестеренчатого насоса, в которой на ведомой шестерне выполнены радиальные каналы, периодически соединяющие при вращении шестерни напорную и всасывающую полости между собой, позволяет возбуждать вибрационные движения поршня гидроцилиндра со штоком, без использования сложных по конструкции двух гидроуправляемых дросселей и уплотнительно-распределительного устройства. Такое исполнение гидравлического вибровозбудителя значительно упрощает его конструкцию.
Конструкция гидравлического вибровозбудителя изображена на чертеже и включает в себя шестеренчатый насос 1 с ведущей 2 и ведомой 3 шестернями, всасывающей 4 и напорной 5 полостями, предохранительный клапан 6, гидроцилиндр 7, регулируемый дроссель 8 и гидробак 9, при этом на ведомой шестерне 3 выполнены радиальные каналы 10 и 11, которые один раз за один оборот шестерни 3 соединяют всасывающую 4 и напорную 5 полости между собой, а поршень гидроцилиндра 7 подпружинен упругим элементом 12 по оси в направлении поршневой полости гидроцилиндра 7, которая, в свою очередь, соединена с напорной полостью 5 шестеренчатого насоса 1 и сливом через регулируемый дроссель 8.
Радиальные каналы 10 и 11 на ведомой шестерне 3 выполнены таким образом, чтобы при соединении канала 10 со всасывающей полостью 4, канал 11 соединялся с напорной полостью 5. Такое исполнение радиальных каналов 10 и 11 на ведомой шестерне 3 позволяет в течение одного оборота шестерни 3, соединять всасывающую 4 и напорную 5 полости между собой и сбрасывать определенный объем жидкости из напорной полости 5 во всасывающую полость 4, в результате чего будет соответствующее периодическое падение давления в напорной полости 5 насоса 1 и поршневой полости гидроцилиндра 7.
Гидравлический вибровозбудитель работает следующим образом.
В начале работы гидравлического вибровозбудителя давление, создаваемое шестеренчатым насосом 1, частично сжимая упругий элемент 12, перемещает поршень со штоком гидроцилиндра 7 вверх, а затем уравновешивается при равенстве упругого сопротивления пружины и усилия, развиваемого гидроцилиндром под действием давления жидкости в поршневой полости. Далее, по мере увеличения давления в напорной полости 5 шестеренчатого насоса 1, и в поршневой полости гидроцилиндра 7, при совпадении радиального канала 10 на шестерне 3 со всасывающей полостью 4, а радиального канала 11 с напорной полостью 5, за счет сброса определенного объема жидкости из напорной полости 5 во всасывающую полость 4, происходит падение давления в напорной полости 5 и поршневой полости гидроцилиндра 7. Падение давление жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 7 приводит к опусканию поршня гидроцилиндра 7 вниз под действием нагрузки на штоке гидроцилиндра 7 и упругого элемента 12. При дальнейшем вращении ведомой шестерни 3, соединение между напорной 5 и всасывающей 4 полостями через радиальные каналы 10 и 11 разрывается, и это приводит к повышению давления в напорной полости 5 шестеренчатого насоса 1 и поршневой полости гидроцилиндра 7. При этом упругий элемент 12 сжимается и поршень со штоком гидроцилиндра 7 совершает движение вверх. Далее, при совпадении радиальных каналов 10 и 11 соответственно с напорной 4 и всасывающей полостями 5 происходит сброс жидкости и соответствующее падение давления и т.д. В результате, по мере вращения ведомой шестерни 3, поршень со штоком гидроцилиндра 7 будет совершать колебательное движение с частотой, равной частоте вращения ведомой шестерни 3 шестеренчатого насоса 1. При этом амплитуду вибрационного движения поршня со штоком гидроцилиндра 7 можно частично регулировать при помощи изменения пропускного сечения регулируемого дросселя 8.
Таким образом, использование в гидравлическом вибровозбудителе шестеренчатого насоса 1 на ведомой шестерне 3 которого выполнены радиальные каналы 10 и 11, соединяющие в течение одного оборота шестерни, всасывающую 4 и напорную 5 полости насоса 1 между собой для сброса определенного объема жидкости из напорной 5 полости во всасывающую 4 полость, позволяет обеспечить колебательное (вибрационное) движение поршня со штоком гидроцилиндра 7 без использования конструктивно и технологически сложной системы регулирования, состоящей из двух гидроуправляемых дросселей с мембранными запорно-регулирующими элементами и мембранного уплотнительно-распределительного устройства.