ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ
ELECTROMAGNETIC VIBRATOR

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для выполнения различных технологических процессов с использованием вибраций.
Известен электромагнитный вибровозбудитель [а.с. 1597233 СССР, МКл. В 06 В 1/04. Электромагнитный вибровозбудитель // С.Р. Джагаев, Р.Г. Джагаев. – № 4418547/24-10; заявл. 12.02.88; опубл. 07.10.90, бюл. № 37. – 2 с.], состоящий из размещенного в корпусе электромагнита и якоря, жестко связанного с ярмом, соединенным с корпусом двумя витыми цилиндрическими пружинами, двух плоских рессор и опорного элемента, размещенного по центру ярма со стороны, противоположной электромагниту, причем один край каждой рессоры закреплен относительно корпуса, а другой касается каждого опорного элемента.
К недостаткам известного технического решения электромагнитного вибровозбудителя следует отнести сложность конструкции колебательной системы, состоящей из двух одинаковых и разнесенных колебательных систем, объединенных в одну общую систему.
Известен электромагнитный вибровозбудитель [а.с. 622722 СССР, МКл. B 65 G 27/18. Электромагнитный вибровозбудитель // А.А. Борщевский, И.И. Быховский, А.У. Кочиев, С.И. Лукомский. – № 1170206/29-33; заявл. 06.05.72; опубл. 05.09.78, бюл. № 33. – 3 с.], содержащий якорь с электромагнитом и корпус статора с ярмом, соединенных системой упругих элементов, состоящих из пружин растяжения-сжатия, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, и образующей по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь электромагнита и корпус статора.
К недостаткам известного технического решения электромагнитного вибровозбудителя также следует отнести сложность конструкции колебательной системы, состоящей из двух одинаковых и разнесенных колебательных систем, объединенных в одну общую систему.
Кроме того, существенным недостатком аналогов является поддатливость пружин растяжения-сжатия в поперечном относительно оси направлении, что может вызывать дополнительные колебания упругой системы в поперечном направлении и, следовательно, рассеяние энергии, а также снижение параметров резонансных колебаний.
Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является электромагнитный вибровозбудитель [Патент РФ 2356645, МКл. В 06 В 1/04. Электромагнитный вибровозбудитель // А.И. Костюк. – 2006103966/28; заявл. 10.02.2006; опубл. 27.05.2009, бюл. № 15. – 7 с.], содержащий электромагнит с предварительно введенным в него внутренним сердечником, якорь с присоединенным к нему регулировочным грузом и корпус статора, соединенные упругой системой, включающей пружину растяжения-сжатия, которая выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь и корпус статора, электромагнит прикреплен к корпусу статора и размещен внутри пружины растяжения-сжатия, а внутренний сердечник выполнен подвижным и одним концом прикреплен к якорю с возможностью колебаний якоря относительно корпуса статора.
Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.
В прототипе только частично решена задача упрощения конструкции за счет выполнения упругой системы на одной пружине растяжения-сжатия и размещения электромагнита на одной оси внутри полости пружины.
К недостаткам известного технического решения также следует отнести рассеяние энергии и снижение параметров резонансных колебаний, вызванные податливостью пружины растяжения-сжатия в поперечном относительно ее оси направления. Наличие технологического зазора в местах сопряжения поступательно движущегося внутреннего сердечника и охватывающей его внутренний полости электромагнита вследствие неточности сборки и возникающей несимметрии магнитного поля будет приводить к появлению силы одностороннего магнитного притяжения и смещению внутреннего сердечника относительно оси пружины, что вызывает дополнительные колебания упругой системы в поперечном направлении относительно оси пружины растяжения-сжатия.
Задачами изобретения являются упрощение конструкции и улучшение параметров резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.
Решения задач достигается тем, что электромагнитный вибровозбудитель, содержащий электромагнит с предварительно введенным в него внутренним сердечником, якорь с присоединенным к нему регулировочным грузом и корпус статора, соединенные упругой системой, включающей пружину растяжения-сжатия, которая выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь и корпус статора, причем электромагнит прикреплен к корпусу статора и размещен внутри пружины растяжения-сжатия, а внутренний сердечник выполнен подвижным и одним концом прикреплен к якорю с возможностью колебаний якоря относительно корпуса статора, при этом второй конец внутреннего сердечника связан по скользящей посадке с корпусом статора, имеющим центральное отверстие диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника, а электромагнит выполнен в виде соленоидной катушки, прикрепленной к корпусу статора и размещенной внутри пружины растяжения-сжатия, образующей упруго подвижный магнитопровод с чередующимися воздушными и магнитопроводящими участками.
Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новые технические результаты: упрощение конструкции и улучшение параметров резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.
Первая задача изобретения решена за счет замены электромагнита соленоидной катушкой и включением пружины растяжения-сжатия, образующей упруго подвижный магнитопровод, в общую магнитную цепь электромагнитного вибровозбудителя. Вторая задача изобретения решена за счет установки внутреннего сердечника в корпусе статора, выполненного с центральным отверстием диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство электромагнитного вибровозбудителя.
Электромагнитный вибровозбудитель содержит соленоидную катушку 1, якорь 2, корпус статора 3, пружину растяжения-сжатия 4 с витками-фланцами 5 и 6, внутренний сердечник 7 и регулировочный груз 8.
Соленоидная катушка 1 размещена внутри пружины растяжения-сжатия 4 и закреплена на корпусе статора 3. Пружина растяжения-сжатия 4 выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы 5 и 6, которые жестко связаны с якорем 2 и корпусом статора 4, образуя упругую систему.
Внутренний сердечник 7 одним концом неподвижно связан с якорем 2, а вторым концом по скользящей посадке связан с корпусом статора 3, выполненным с центральным отверстием диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника 7. К якорю 2 прикреплен регулировочный груз 8.
При такой конструкции магнитная система вибровозбудителя включает в себя соленоидную катушку 1, якорь 2, корпус 3, внутренний сердечник 7 и податливый в продольном направлении внешний магнитопровод, состоящий из пружины растяжения-сжатия 4, витки которой образуют магнитопроводящие участки и чередующиеся воздушные промежутки, образованные сквозным винтовым пазом.
Электромагнитный вибровозбудитель работает следующим образом.
При протекании по соленоидной катушке 1 переменного или пульсирующего тока в образованных между витками пружины растяжения-сжатия 4 воздушных промежутках возбуждается магнитное поле. Магнитное поле приводит к созданию пульсирующей электромагнитной силы, сжимающей витки пружины растяжения-сжатия 4.
Возникающая между витками электромагнитная сила деформирует пружину растяжения-сжатия 4 и приводит в движение якорь 2 и неподвижно связанный с ним внутренний сердечник 7 в направлении корпуса статора 3.
В момент времени, когда ток и электромагнитная сила равны нулю пружина растяжения-сжатия 4 возвращается в исходное состояние и отбрасывает друг от друга якорь 2 и корпус статора 3.
Настройка колебательной системы на резонанс выполняется после присоединения корпуса статора 3 к рабочему органу вибрационной машины путем подбора регулировочного груза 8.
Частота колебаний электромагнитного вибровозбудителя определяется частотой тока, протекающего по соленоидной катушке 1. Собственная частота колебаний якоря 2 относительно корпуса статора 3 принимается приблизительно равной частоте протекающего тока с помощью подбора масс и коэффициента жесткости пружины растяжения-сжатия 4.
Максимальная величина амплитуды колебаний якоря определяется суммарной длиной воздушных промежутков, образованных сквозным винтовым пазом.
Решение по установке свободного конца внутреннего сердечника 7 в корпусе статора 3 с использованием скользящей посадки позволяет к минимуму свести поперечные колебания упругой системы и уменьшить рассеяние энергии, а также улучшить параметры резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.
Таким образом, предложенные решения, позволяют упростить конструкцию и улучшить параметры резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.