УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АДАПТИВНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в дорожных машинах, промышленности, строительных материалов, химической, пищевой и других отраслях хозяйства, где требуется вибрационное воздействие, например с целью разделения, уплотнения или разрыхления каких-либо масс.
Известен вибровозбудитель с изменяемым статическим моментом, содержащий продольный вал с изменяемым статическим моментом, содержащий приводной вал с подпружиненным выдвижным дебалансом (Вибрационные машины в строительстве и производстве строительных материалов. М,: Машиностроение. 1978 г. с.469). Это устройство обеспечивает перемещение дебаланса под действием центробежных сил в радиальном направлении, при одновременном сжатии возвращающей его пружины. Недостатком известного вибровозбудителя является ограниченность возможности управления его технологическими параметрами, а именно монотонность и узкий спектр его амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), поскольку существует прямая зависимость между угловой скоростью вращения приводного вала и амплитудой вибрации.
Известен дебалансный вибровозбудитель с изменяемым статическим моментом, содержащий приводной вал, основной выдвижной дебаланс, выполненный в виде корпуса с полостью, заполненный жидкостью и пружиной для возврата его в исходное положение и дополнительный выдвижной дебаланс с перепускным клапаном и пружиной для возврата его в исходное положение (А.С. СССР №614823, 1976 г.) Данный вибровозбудитель обладает тем же недостатком, что и предыдущий.
Наиболее близким по технической сущности является Вибровозбудитель (А.С. СССР №1498559) который выбран за прототип. Он
содержит приводной вал с дебалансом, выполненным в виде жестко связанных с валом и размещенных симметрично относительно его оси вращения двух полых цилиндров и установленных в каждом из них с возможностью осевого перемещения эксцентриковых грузов и пружин разной жесткости, каждая из которых размещена между дном цилиндра и эксцентриковым грузом, кроме того, он снабжен устройством управления, выполненным в виде размещенных соосно с приводным валом электромагнита и соединенного с ним золотникового регулятора, полости цилиндров заполнены рабочей жидкостью, а эксцентриковый груз выполнен в виде поршня, разделяющего цилиндр на две полости, связанные между собой через золотниковый регулятор.
Устройство-прототип в принципе позволяет регулировать амплитуду вибрации. Однако, характер и величина варьирования амплитуд определяется соотношением параметров жесткости пружин первого и второго дебаланса. Для изменения амплитуды в другом диапазоне требуется пара пружин с другими параметрами. Таким образом, чтобы иметь возможность регулирования амплитуды вибрации в широком диапазоне, необходимо иметь набор пружин, и каждый раз ставить определенную пару пружин. Однако на практике возникает необходимость в рамках одного техпроцесса, не только осуществлять регулирование амплитуды в более широком диапазоне, чем может обеспечить пара подобранных пружин, но и производить постоянное отслеживание текущих параметров техпроцесса и незамедлительно реагировать на них параметрами вибрационного процесса. Иными словами, требуется адаптивный к текущим параметрами производственного процесса вибровозбудитель.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является создание универсального адаптивного вибровозбудителя.
Поставленная задача решается тем, что в универсальном адаптивном вибровозбудителе, содержащем приводной вал с дебалансом, выполненным в
виде жестко связанных с валом и размещенных симметрично относительно его оси вращения двух полых цилиндров заполненных рабочей жидкостью с установленными в каждом из них с возможностью осевого перемещения поршней, гидравлически связанных друг с другом через устройство управления, выполненное в виде последовательно соединенных электромагнита и золотникового регулятора, в отличие от прототипа оно дополнительно снабжено гидронасосом, связанным с золотниковым регулятором, а устройство управления дополнительно снабжено блоком управления, контроля, сравнения и отображения информации. Вход этого блока соединен с датчиками параметров техпроцесса (угловой скорости, амплитуды, качества, подачи и влажности обрабатываемого материала), первый и второй выходы соединены с регуляторами скорости соответственно двигателей вибровозбудителя и гидронасоса, третий - с электромагнитом.
Поставленная задача решается также тем, что в качестве блока управления, контроля, сравнения и отображения информации использован персональный компьютер (ПЭВМ).
На фиг.1 изображена схема заявляемого универсального адаптивного вибровозбудителя
Универсальный адаптивный вибровозбудитель состоит из приводного вала 1, жестко прикрепленных к нему двух цилиндров 2 и 3, расположенных симметрично относительно приводного вала 1. В цилиндрах размещены поршни 4 и 5 соответственно. Полости цилиндров заполнены рабочей жидкостью. Подпоршневые 6 и 7 и надпоршневые 8 и 9 полости соединены между собой через золотниковый регулятор 10 соединительными трубками 11, снабженными регулировочными вентилями 12. Золотниковый регулятор 10 управляется электромагнитом 13. Вибровозбудитель снабжен также блоком управления контроля, сравнения и отображения информации (БУКСОИ) 14, вход которого соединен с датчиками текущих значений параметров технологического процесса угловой скорости (BR), амплитуды
колебаний рабочего органа (ДА), качества (ДК), влажности (ДВ) и подачи (ДП) обрабатываемого материала. Первый и второй выходы блока БУКСОИ соединены с регуляторами скорости PC1 и РС2 соответственно двигателей вибровозбудителя M1 и гидронасоса М2, третий - с электромагнитом. В качестве блока управления, контроля, сравнения и отображения информации 14 может быть использован персональный компьютер.
6
7
8
9
Заявляемый универсальный адаптивный вибровозбудитель работает следующим образом. В исходном положении полости 6 и 8 цилиндра 2, а также 7 и 9 цилиндра 3, соединены с гидронасосом ГН золотниковым регулятором 10 и давление подается в надпоршневые полости 8 и 9 цилиндров 2 и 3, переводя дебалансы 4 и 5 в крайнее положение, когда они полностью прижаты к валу 1. После этого полости 6 и 8 цилиндра 2, а также 7 и 9 цилиндра 3 золотниковым регулятором 10 разобщаются как между собой, так и гидронасосом ГН. При включении вибратора в работу путем вращения приводного вала 1 резонансную частоту вибровозбудитель проходит в сбалансированном состоянии. В дальнейшем электромагнит 13 по команде с блока управления контроля, сравнения и отображения информации 14 управляет золотниковым регулятором 10, периодически сообщая между собой полости 6, 7 и 8, 9 цилиндров 2 и 3, а также повышая или понижая давление в системе с помощью гидронасоса 15, обеспечивая заданный режим работы. В результате этого в полостях 6, 7, 8, 9 создаются давления Р, Р, Р, Р, как в различном сочетании, так и соотношении, которые в результате взаимодействия с центробежными силами поршней - дебалансов ведут к изменению положения поршней, независимо от величины угловой скорости. Перемещение только одного поршня ведет к возникновению вибрации. Амплитуда вибрации возрастает с увеличением расстояния между поршнем и приводным валом, если при этом второй поршень остается в исходном прижатым к валу 1 состоянии. Если первый поршень зафиксировать в промежуточном положении и начнет выдвигаться второй поршень, то это приводит к уменьшению амплитуды. Перемещая
относительно друг друга одновременно оба дебаланса в зависимости от их направления и эксцентриситета происходит увеличение или уменьшение амплитуды обеспечивая как любой характер изменения АЧХ, так и любое сочетание параметров вибрации. Оптимальные параметры вибрации (угловая скорость и амплитуда) зависят как от вида техпроцесса, так и конкретных его параметров (влажности, подачи, плотности материала). Если эти параметры техпроцессов заранее известны и установлена их взаимосвязь, то управляющее воздействие на двигатели вибровозбудителя и гидронасоса, а также золотник может быть запрограммировано заранее в блоке БУКСОИ. В случае, когда необходимые параметры вибрации заранее неизвестны, например, при разрыхлении большого массива слежавшейся строительной смеси с фрагментами промерзания, где первоначальная плотность материала неизвестна, осуществляется текущий контроль за параметрами техпроцесса, датчики посылают информацию в блок БУКСИО, где вырабатывается управляющее воздействие адекватное реальным условиям.
Таким образом без переналадки и затрат времени осуществляется обеспечение амплитуды вибрации адекватное текущим параметрам техпроцесса. Эта адаптивность заявляемого вибровозбудителя делает его универсальным и расширяет область применения.