ВИБРАТОР ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована на стендах, предназначенных для испытаний и регулировки гироприборов.
Известен вибратор электродинамический, содержащий магнитопровод с катушкой подмагничивания, подвижную катушку, упруго подвешенную посредством пружин в кольцевом воздушном зазоре между полюсами керна и ярма магнитопровода. Каждый полюс выполнен в виде пакета из ферромагнитных шайб, имеющих радиальные разрезы. Между ферромагнитными шайбами расположены разомкнутые витки, которые изолированы от шайб лаковыми покрытиями. Конец витка одного слоя соединен с началом витка другого соседнего слоя перемычками, проходящими сквозь радиальные разрезы ферромагнитных шайб. Образованные таким образом катушки из отдельных витков на полюсах керна и ярма соединены последовательно, а свободные концы их подключены параллельно виткам подвижной катушки, питаемой от, источника переменного тока, посредством выключателя таким образом, чтобы магнитный поток, индуктированный ими, был направлен встречно магнитному потоку, индуктированному подвижной катушкой.
В процессе работы устройства синусоидальный электрический ток в подвижной катушке, взаимодействуя с постоянным магнитным полем в кольцевом воздушном зазоре, создаваемым катушкой подмагничивания, приводит подвижную катушку в колебательное движение также по синусоидальному закону, так как благодаря размагничивающему действию катушек, собранных из витков, в кольцевом воздушном зазоре поддерживается постоянное магнитное поле.
(см. патент РФ №2046029, кл. B06B 1/04, 1995 г.).
В результате анализа конструкции известного устройства необходимо отметить, что для нее характерна сложность монтажа электропроводящих элементов. Кроме этого, постоянное магнитное поле вибратора создается при помощи катушки подмагничивания, выделяющей в процессе работы тепло. Магнитная система вибратора относится к системам открытого типа, что приводит к тому, что один из путей рассеяния магнитного потока проходит за пределами корпуса вибратора, что снижает параметры магнитного потока.
Известен электродинамический вибратор, состоящий из установленной на ярме с воздушным зазором подвижной электрической катушки, закрепленной между мембранами стяжными электропроводящими крепежными элементами с нанизанными на них с натягом электроизолирующими фторопластовыми трубками. Перед сборкой подвижной катушки на крепежный элемент нанизывают предварительно изогнутую фторопластовую трубку и протачивают ее до заданного диаметра.
С включением электрического тока, последний поступает в подвижную катушку через крепежные элементы и подвижная катушка вместе с крепежными элементами на упругих мембранах совершает возвратно-поступательные перемещения относительно неподвижного ярма. При этом, одновременно подвижная катушка совершает возвратно-поступательные микроперемещения относительно крепежных элементов, скользя вдоль фторопластовых трубок за счет разности расстояний от центра мембран подвижной катушки и расположенных на ее периферии крепежных элементов.
(см. патент РФ на полезную модель №82431, кл. B06B 1/04, 2009 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа конструкции известного вибратора, необходимо отметить, что она весьма сложна. Сборка устройства неудобна, в частности, из-за необходимости применять перед сборкой механическую обработку изолирующих фторопластовых трубок. Также стоит отметить, что трение при перемещениях катушки относительно крепежных элементов отрицательно сказывается на сроке службы вибратора.
Кроме того, как и в приведенном выше аналоге, магнитное поле создается электромагнитом, имеющим потери на тепло, а магнитная система относится к системам открытого типа.
Техническим результатом заявленной полезной модели является разработка вибратора электродинамического, сводящего к минимуму тепловые потери энергии, удобного при сборке и имеющего повышенный срок службы.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в вибраторе электродинамическом, содержащем корпус, в котором закреплен магнитопровод, индукционную катушку размещенную в корпусе с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения и имеющую возможность посредством токоподводов связи с источником питания, а также закрепленные в корпусе упругие мембраны, новым является то, что индукционная катушка выполнена на штоке, вывешенном на упругих мембранах, причем вибратор оснащен установленными в корпусе постоянным магнитом и ферромагнитной вставкой, имеющими осевые отверстия, через которые пропущен шток, ферромагнитная вставка размещена на постоянном магните и образует с магнитопроводом кольцевой зазор, в котором размещена индукционная катушка, причем каждая упругая мембрана выполнена из многослойного композиционного материала, имеющего токопроводящий слой. Вибратор может быть оснащен арретирующим механизмом, выполненным в виде установленной на корпусе цанги, лепестки которой охватывают закрепленную на штоке втулку, и арретирующей гайки с осевой конической поверхностью, навинченной на цангу, а осевая коническая поверхность гайки имеет возможность взаимодействия с лепестками цанги.
Нетрудно заметить, что в заявленном решении для создания постоянного магнитного поля вместо электромагнита использован постоянный магнит. Крепежные элементы заменены штоком, в паз которого неподвижно уложены витки катушки. Таким образом, перемещения совершает сам шток, исключая возможность нарушения изолирующего покрытия провода вследствие трения.
Магнитная система открытого типа заменена на магнитную систему закрытого типа, что позволило сформировать магнитное поле постоянного магнита необходимым образом. Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 - вибратор электродинамический осевой разрез;
- на фиг.2 - мембрана вибратора.
Электродинамический вибратор содержит корпус 1, в котором установлены две упругие мембраны 2, выполненные из композиционного многослойного материала, в состав которого входит токопроводящий слой. На мембранах 2 вывешен шток 3 с индукционной катушкой (позицией не обозначена). Вибратор оснащен магнитной системой, в состав которой входит постоянный магнит 4, закрепленный на установленным в корпусе 1 сердечнике 5. В состав магнитной системы также входит ферромагнитная вставка 6, установленная на постоянном магните 4, и магнитопровод 7 - образующие кольцевой зазор, в котором размещена индукционная катушка штока 3.
Магнитная система вибратора обеспечивает формирование магнитного поля постоянного магнита 4 по контуру, включающему в себя сердечник 5, вставку 6 и магнитопровод 7, и исключить "выпирание" магнитного поля за пределы корпуса вибратора.
Для подвода питания к индукционной катушке используются токо-подводящие контакты 8, присоединенные (например, посредством пайки) к токопроводящему слою мембраны 2, который посредством проводов 9 имеет возможность соединения с источником питания (не показан).
Мембраны 2 обеспечивают соосность индукционной катушки, расположенной на штоке 3, с магнитной системой, кроме того, выполняют функции упругих элементов и токоподвода.
Вибратор оснащен арретирующим механизмом, содержащим цангу 10, установленную на корпусе 1 вибратора, грани лепестков цанги совпадают с гранями втулки 11, установленной на штоке 3 вибратора. В рабочем состоянии вибратора грани лепестков цанги образуют с гранями втулки 11 зазор. На цангу 10 навинчена арретирующая гайка 12 с осевым коническим отверстием под лепестки цанги 10.
Электродинамический вибратор работает следующим образом.
При подаче переменного тока от источника питания по проводам 9 через токопроводящий слой мембраны 2 и контакты 8 на катушку штока 3, находящуюся в рабочем зазоре магнитной системы, на нее начинает действовать магнитное поле постоянного магнита 4, создавая силу, толкающую катушку в продольном направлении. Направление этой силы изменяется благодаря изменению направления тока в катушке 3. Таким образом, шток 3 вместе с индукционной катушкой за счет упругих свойств мембран 2 совершает осевые возвратно-поступательные перемещения в рабочем зазоре неподвижной магнитной системы - относительно ферромагнитной вставки 6 и магнитопровода 7.
Амплитуда колебаний штока 3 вместе с индукционной катушкой ограничена резиновыми прокладками (позициями не обозначены), расположенными на внутренней поверхности корпуса 1 и сердечнике 5.
Арретирование вибратора происходит за счет закручивания гайки 12 и, как следствие, сжимания лепестков цанги 10 на гранях втулки 11, что за счет сил трения не позволяет штоку 3 вместе с катушкой совершать перемещения.