ВИБРАТОР РЕЗОНАНСНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ
RESONANCE VIBRATOR WITH ELECTROMAGNETIC ACTUATOR

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях хозяйственной деятельности.
Известен по авт. св. СССР 1122372 электромагнитный возбудитель колебаний, содержащий магнитопровод, соединенный с ним упругой связью и замыкающий его через воздушный зазор якорь, катушку возбуждения и устройство электропитания.
Известен по авт. св. СССР 1356136 электромагнитный вибратор, содержащий стержневой магнитопровод с тремя обмотками, каждая из которых размещена на одном из стержней, и ферромагнитный якорь, закрепленный на упругой системе, а также схему электропитания.
Известен по авт. св. СССР 1597233 электромагнитный вибровозбудитель, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита и якоря, жестко связанного с ярмом, соединенным с корпусом двумя цилиндрическими пружинами, две плоские рессоры и опорный элемент, размещенный по центру ярма со стороны, противоположной электромагниту, причем один край каждой рессоры закреплен относительно корпуса, а другой касается опорного элемента.
В качестве прототипа выбран вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом германской фирмы АЕГ, как наиболее совершенный и получивший широкое практическое применение. Вибратор описан на стр.8-17 в книге: А.И.Белоусов, Г.Г.Рекус. Вибраторы с электромагнитным приводом. Обзор. М., 1970 (ЦНИИТЭстроймаш). Согласно указанному описанию вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит, прикрепленный жестко к статорной части вибратора, якорь электромагнита, прикрепленный жестко к плите якорной части вибратора, дополнительные грузы, прикрепленные жестко к этой плите, статорная и якорная части вибратора соединены между собой упругой системой, состоящей из четырех винтовых витых пружин, предварительно сжатых попарно между статорной частью вибратора и подпятниками с помощью двух стяжных шпилек, стяжные шпильки установлены внутри винтовых витых пружин и присоединены жестко к статорной части вибратора, при этом плита якорной части вибратора зажата между пружинами с возможностью совершения колебаний вдоль осей пружин без отрыва от их торцов, вибратор выполнен с возможностью жесткого присоединения к рабочему органу вибрационной машины и вибрационного воздействия на рабочий орган в режиме резонансных колебаний.
Недостатком прототипа как и описанных выше аналогов является сложность конструкции. Вследствие этого колебательная система вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом состоит из двух разнесенных колебательных систем, которые объединены в одну систему с помощью статорной и якорной частей вибратора. Принимая во внимание то, что винтовые витые пружины обладают значительной податливостью не только вдоль своей оси, но и в поперечном направлении можно сделать вывод, что такие разнесенные колебательные системы, объединенные в одну, будут совершать строго согласованные колебания вдоль осей пружин только при одинаковом коэффициенте жесткости и одинаковом распределении масс. Практически это приводит к необходимости селективного подбора пружин. При такой конструкции вибратора « большой разброс высоты в свободном состоянии и коэффициента жесткости витых пружин приводит к необходимости их индивидуального подбора при сборке и исключает взаимозаменяемость» (стр.12-13 в книге: Быховский И.И. Новые однотактные электромагнитные вибровозбудители. Обзор. М., 1972 (ЦНИИТЭстроймаш).
Задачей изобретения является упрощение конструкции вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом.
Решение задачи достигается тем, что вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит, прикрепленный жестко к статорной части вибратора, якорь электромагнита, прикрепленный жестко к плите якорной части вибратора, дополнительные грузы, прикрепленные жестко к этой плите, статорная и якорная части вибратора соединены между собой упругой системой, состоящей из винтовых витых пружин, предварительно сжатых попарно с помощью стяжных шпилек, стяжные шпильки присоединены жестко к статорной части вибратора, при этом плита якорной части вибратора зажата между пружинами с возможностью совершения колебаний вдоль осей пружин без отрыва от их торцов, вибратор выполнен с возможностью жесткого присоединения к рабочему органу вибрационной машины и вибрационного воздействия на рабочий орган в режиме резонансных колебаний, причем упругая система состоит из двух винтовых витых пружин, которые сжаты между статорной частью вибратора и упорной плитой, стяжные шпильки установлены вне этих пружин, а электромагнит размещен внутри винтовой витой пружины.
Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат: упростить конструкцию вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом, оставив в ней одну колебательную систему на двух сжатых пружинах. Благодаря этому устраняются недостатки прототипа, отпадает необходимость индивидуального подбора винтовых витых пружин, а также открывается возможность их взаимозаменяемости.
Анализ уровня техники в области машиностроения и вибрационной техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков является новой, явным образом не следует из уровня техники и таким образом, предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит 1, статорную часть 2 вибратора, якорь 3 электромагнита, плиту 4 якорной части вибратора, дополнительные грузы 5, винтовые витые пружины 6, стяжные шпильки 7, упорную плиту 8. Электромагнит 1 прикреплен жестко к статорной части 2 вибратора и размещен внутри винтовой витой пружины 6. Якорь 3 электромагнита 1 прикреплен жестко к плите 4 якорной части вибратора. К этой плите прикреплены жестко дополнительные грузы 5. Упругая система состоит из двух винтовых витых пружин 6, которые предварительно сжаты с помощью стяжных шпилек 7 между статорной частью 2 вибратора и упорной плитой 8. Статорная часть 2 вибратора и якорная часть вибратора соединены между собой упругой системой так, что плита 4 якорной части вибратора зажата между винтовыми витыми пружинами 6. В упорной плите 8 имеется отверстие 9, закрытое крышкой 10. Вибратор закрыт кожухом 11.
Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом работает следующим образом. В электромагните 1 под действием пульсирующего или переменного электрического тока возникает пульсирующее магнитное поле. Это поле взаимодействует с ферромагнитным якорем 3 электромагнита 1. Благодаря этому между электромагнитом 1 и его якорем 3 возникает пульсирующая сила тяги. Сила тяги, действующая на электромагнит 1 и на его якорь 3, действует одновременно и на жестко соединенные с ними плиту 4 якорной части и статорную часть 2 вибратора. Под действием силы тяги происходит сближение статорной части 2 и якорной части вибратора, собранной на плите 4. При этом сближении происходит упругое деформирование винтовых витых пружин 6, которые вследствие предварительного сжатия находились до действия силы тяги в состоянии силового равновесия. В момент времени, когда ток и сила тяги будут равны нулю, винтовые витые пружины 6 отбрасывают друг от друга статорную часть 2 вибратора и якорную часть вибратора, собранную на плите 4. Настройку собственных колебаний колебательной системы вибратора на заданную частоту осуществляют подбором дополнительных грузов 5, которые прикрепляются через отверстие 9 в упорной плите 8 к плите 4 якорной части. При работе вибратора на электрическом токе постоянной частоты эта настройка осуществляется на режим резонансных колебаний после присоединения вибратора к рабочему органу вибрационной машины. В случае питания вибратора электрическим током подстраиваемой частоты вибратор уже при сборке может настраиваться с помощью дополнительных грузов на заданную частоту собственных колебаний.
В данном вибраторе резонансного действия с электромагнитным приводом решена задача изобретения упрощена конструкция вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Задача решена за счет того, что упругая система вибратора состоит из двух винтовых витых пружин, которые сжаты между статорной частью вибратора и упорной плитой, стяжные шпильки установлены вне этих пружин, а электромагнит размещен внутри винтовой витой пружины.
Учитывая то, что принцип действия предложенного вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом совпадает с принципом действия прототипа, можно утверждать, что его работоспособность не вызывает сомнений. Следовательно, предложенное изобретение промышленно применимо.