ДЕБАЛАНСНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ

Полезная модель относится к вибрационной технике и может быть использована в вибрационных машинах с тяжелыми условиями эксплуатации - затрудненный пуск, резонансные режимы, применяемых в строительстве, транспорте, металлообработке, станкостроении, горной и других отраслях промышленности.
Известен дебалансный вибровозбудитель, содержащий корпус, вал с дебалансом, размещенный на опорах вращения, состоящих из стаканов и подшипников, последние расположены с возможностью вращения вала с дебалансом относительно стаканов, при этом стаканы центрируются относительно корпуса посредством конических разрезных втулок и взаимодействуют с ним через резьбовые соединения, изменяющие осевое положение стаканов (авторское свидетельство СССР №982823, М.кл. В06В 1/16, опубл. 23.12.82. Бюл. №47). Основным недостатком этого дебалансного вибровозбудителя является отсутствие возможности компенсации динамических угловых перекосов в опорах вращения.
Известен также дебалансный вибровозбудитель, содержащий корпус, установленный в нем приводной вал, размещенные на валу первый и второй дебалансы, установленные между двух дисковых стоек так, что центры тяжести дебалансов расположены по разные стороны относительно оси приводного вала, причем оба дебаланса имеют профиль крыла (А.с. СССР №482207, кл. В06В 1/16, 1974 г.).
Недостатком известного устройства является малая вибрационная сила, что объясняется нерациональным распределением сил, прилагаемых к элементам вибровозбудителя в рабочем режиме, т.к. центробежные силы дебалансных масс направлены встречно и взаимно компенсируются, и в создании вибраций участвуют только аэродинамические силы.
Наиболее близким к заявляемому является Дебалансный вибровозбудитель, (патент №2324547), содержащий корпус, установленный в нем приводной вал, размещенные на валу первый и второй дебалансы, установленные между двух стоек так, что центры тяжести дебалансов расположены по разные стороны относительно оси приводного вала, причем первый дебаланс имеет профиль крыла, отличающийся тем, что стойки выполнены в виде дебалансов и установлены на приводном валу с возможностью поворота, а второй дебаланс установлен на валу неподвижно и связан со стойками посредством пружины кручения. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Дебалансный вибровозбудитель - прототип обладает рядом серьезных недостатков, основным из которых является неизбежное при данном конструктивном исполнении наличие результирующей (вибрационной) центробежной силы при прохождении резонансной зоны и пуске, обусловленной поворотом пружины кручения, причем, чем ближе резонансная зона расположена к рабочей, тем больше будет значение центробежной силы. Это в свою очередь ведет к риску разрушения системы и снижению ее ресурса в целом.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является устранение указанного недостатка, а именно снижение риска разрушения системы при прохождении резонансной частоты без усложнения конструктивного исполнения и удорожания системы.
Поставленная задача решается тем, что в дебалансном вибровозбудителе, содержащем электродвигатель на выходном валу которого установлены неподвижный и подвижный в окружном направлении дебалансы, прикрепленную к подвижному дебалансу лопатку вентилятора, причем центры тяжести дебалансов расположены в плоскости, проходящей через ось вращения выходного вала, по разные стороны от последней, в отличие от прототипа подвижный и неподвижный в окружном направлении дебалансы связаны между собой электромагнитной муфтой трения, в состав которой входят электромагнит постоянного тока и два постоянных магнита.
На фиг.1 изображен общий вид дебалансного вибровозбудителя, на фиг.2 - вид по А-А на фиг.1.
Заявляемое устройство содержит электродвигатель 1, на выходном валу 2 которого установлены неподвижный дебаланс 3 и подвижный дебаланс 4 с лопаткой вентилятора 5, установленный на валу в подшипниках качения 6. Дебалансы 3 и 4 создают одинаковые статические моменты. Дебалансы соединены между собой электромагнитной муфтой трения 7, которая состоит из неподвижной относительно вала и подвижной, соединенной с подвижным дебалансом (имеющей возможность перемещения в окружном направлении относительно вала) частей. В состав электромагнитной муфты входят постоянный электромагнит 8, состоящий из 2-х катушек и два постоянных магнита 10, расположенных на якоре 9 электромагнитной муфты. Якорь электромагнитной муфты посредством упругой системы, в состав которой входит пружина 11, соединен с подвижным дебалансом 4. На поверхности взаимодействия якоря электромагнитной муфты 9 с ее неподвижной частью нанесено фрикционное покрытие 12. Питание к электромагниту постоянного тока подводится через токосъемные кольца 13.
Дебалансный вибровозбудитель работает следующим образом. В исходном положении подвижный дебаланс 4 и неподвижный дебаланс 3, установленные на подшипнике качения 6 и на неподвижной части электромагнитной муфты трения 7 соответственно, раздвинуты на угол 180 градусов. Перед пуском двигателя на обмотку электромагнита подается постоянный ток, причем направление тока соответствует взаимодействию разноименных полюсов магнитов (электрического и постоянных). При этом якорь электромагнитной муфты трения, растянув пружину 11, притянется к неподвижной части муфты. При раздвинутых на 180 градусов дебалансах (суммарный статический момент равен нулю) вибровозбудидель работает на всем диапазоне скоростей, вплоть до установления рабочей скорости, тем самым обеспечивается легкий пуск и исключается вредное увеличение амплитуды колебаний при прохождении резонансной зоны.
После выхода на рабочую угловую скорость, при помощи ключа (не показан), в цепи питания электромагнита постоянного тока, имеющего 3 положения (1 и 3 - соответствуют прямому и обратному направлениям тока, 2 положение - отключает питание постоянного магнита) производится выключение электромагнита, в результате чего пружины 11 (восстанавливающая сила пружины больше силы притяжения постоянных магнитов), восстанавливаясь рассоединяют электромагнитную муфту.
После рассоединения электромагнитной муфты подвижный дебаланс, соединенный посредством упругой системы с якорем электромагнитной муфты, под действием аэродинамического момента создаваемого лопаткой вентилятора 5, начинает замедляться, т.е. имеет место относительное перемещение дебалансов в окружном направлении. Далее ключ переводится в положение соответствующее обратному направлению тока. При этом имеет место взаимодействие полюсов магнитов, при котором рассоединенные части муфты притянутся при относительном перемещении подвижного и неподвижного дебалансов на 180 градусов, т.е. при угле между дебалансами 0 градусов. Следствием совмещения дебалансов в данном положении является появление требуемой центробежной силы и, следовательно, требуемой амплитуды колебаний.
РЕЗ
РАБ
Технический результат - обеспечение легкого пуска и возможность прохождения резонансов при любых частотах, вплоть до ν≈ν и полном отсутствие результирующей центробежной силы, вызывающей вибрацию.