RU111034U1 - DEBALANCE VIBRATOR - Google Patents

Abstract

Дебалансный вибровозбудитель, содержащий 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, отличающийся тем, что подвижный и неподвижный в окружном направлении дебалансы связаны между собой электромагнитной муфтой трения, в состав которой входят электромагнит постоянного тока и два постоянных магнита. An unbalanced exciter containing an electric motor, on the output shaft of which there are fixed unbalanced and movable in the circumferential direction unbalances attached to the movable unbalance the fan blade, and the centers of gravity of the unbalances are located in the plane passing through the axis of rotation of the output shaft, on different sides from the last, characterized in that the unbalances moving and stationary in the circumferential direction are interconnected by an electromagnetic friction clutch, which includes a direct current electromagnet and two permanent magnets.

Description

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.The utility model relates to vibration technology and can be used in vibration machines with difficult operating conditions - difficult start-up, resonance modes used in construction, transport, metal processing, machine-tool industry, mining and other industries.

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.Known unbalanced vibration exciter containing a housing, a shaft with unbalance placed on the rotation bearings, consisting of cups and bearings, the latter are arranged to rotate the shaft with unbalance relative to the cups, while the cups are centered relative to the housing by means of tapered split bushings and interact with it through threaded connections , changing the axial position of the glasses (USSR author's certificate No. 982823, M. Cl. B06B 1/16, publ. 23.12.82. Bull. No. 47). The main disadvantage of this unbalanced vibration exciter is the inability to compensate for dynamic angular distortions in the rotation bearings.

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.).Also known is an unbalanced vibration exciter, comprising a housing, a drive shaft mounted therein, first and second unbalances placed on the shaft installed between two disk racks so that the centers of gravity of the unbalances are located on different sides relative to the axis of the drive shaft, both unbalances having a wing profile (A .s. USSR No. 482207, class B06B 1/16, 1974).

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.A disadvantage of the known device is the small vibrational force, which is explained by the irrational distribution of forces applied to the elements of the vibration exciter in the operating mode, because the centrifugal forces of unbalanced masses are directed counter and mutually compensated, and only aerodynamic forces participate in the creation of vibrations.

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.Closest to the claimed one is the Unbalanced vibration exciter, (patent No. 2324547), comprising a housing, a drive shaft mounted therein, first and second unbalances placed on the shaft mounted between two struts so that the centers of gravity of the unbalances are located on different sides relative to the axis of the drive shaft, moreover, the first unbalance has a wing profile, characterized in that the racks are made in the form of unbalances and mounted on the drive shaft with the possibility of rotation, and the second unbalance is mounted on the shaft motionless and connected with the racks and by means of a torsion spring. This device is selected as a prototype.

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.The unbalanced vibration exciter - the prototype has a number of serious drawbacks, the main one of which is the inevitable presence of the resulting (vibrational) centrifugal force during the passage of the resonance zone and the start-up caused by the rotation of the torsion spring, and the closer the resonance zone is to the working one, the greater will be value of centrifugal force. This in turn leads to a risk of system destruction and a decrease in its resource as a whole.

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.The task to which the claimed utility model is directed is to eliminate the indicated drawback, namely, to reduce the risk of system destruction when passing through the resonant frequency without complicating the design and cost of the system.

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.The problem is solved in that in an unbalanced vibration exciter containing an electric motor on the output shaft of which there are fixed and unbalanced in the circumferential direction unbalances attached to the movable unbalance the fan blade, and the centers of gravity of the unbalances are located on the opposite sides in the plane passing through the axis of rotation of the output shaft from the latter, unlike the prototype, movable and stationary in the circumferential direction, the unbalances are interconnected by an electromagnetic friction clutch, which includes a DC electromagnet and two permanent magnets.

На фиг.1 изображен общий вид дебалансного вибровозбудителя, на фиг.2 - вид по А-А на фиг.1.Figure 1 shows a General view of an unbalanced vibration exciter, figure 2 is a view along aa in figure 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.The inventive device comprises an electric motor 1, on the output shaft 2 of which there is a fixed unbalance 3 and a movable unbalance 4 with a fan blade 5 mounted on the shaft in the rolling bearings 6. Imbalances 3 and 4 create the same static moments. The imbalances are interconnected by an electromagnetic friction clutch 7, which consists of parts that are stationary relative to the shaft and movable, connected to a moving unbalance (having the ability to move in the circumferential direction relative to the shaft). The composition of the electromagnetic clutch includes a permanent electromagnet 8, consisting of 2 coils and two permanent magnets 10 located on the armature 9 of the electromagnetic clutch. The anchor of the electromagnetic coupling through the elastic system, which includes the spring 11, is connected to a moving unbalance 4. On the surface of the interaction of the armature of the electromagnetic coupling 9 with its fixed part, a friction coating 12 is applied. The power to the DC electromagnet is supplied through slip rings 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.The unbalanced vibration exciter operates as follows. In the initial position, the movable unbalance 4 and the fixed unbalance 3 mounted on the rolling bearing 6 and on the fixed part of the electromagnetic friction clutch 7, respectively, are spaced 180 degrees apart. Before starting the motor, a direct current is supplied to the electromagnet winding, and the current direction corresponds to the interaction of opposite poles of magnets (electric and constant). In this case, the anchor of the electromagnetic friction clutch, stretching the spring 11, will be attracted to the fixed part of the clutch. When the unbalances are extended 180 degrees (the total static moment is zero), the vibration exciter operates at the entire speed range, up to the establishment of the working speed, thereby ensuring easy start-up and eliminating the harmful increase in the amplitude of oscillations when passing through the resonance zone.

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.After reaching the working angular speed, using a key (not shown), in the power supply circuit of a DC electromagnet having 3 positions (1 and 3 - correspond to the forward and reverse directions of current, 2 position - turns off the power of the permanent magnet), the electromagnet is turned off, in resulting in the spring 11 (the restoring force of the spring is greater than the attractive force of the permanent magnets), restoring disconnect the electromagnetic clutch.

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.After the electromagnetic clutch is disconnected, the moving unbalance, connected by means of an elastic system to the armature of the electromagnetic clutch, begins to slow down under the action of the aerodynamic moment created by the fan blade 5, i.e. there is a relative movement of unbalances in the circumferential direction. Next, the key is transferred to the position corresponding to the reverse current direction. In this case, there is an interaction of the poles of the magnets, in which the disconnected parts of the coupling are attracted by the relative movement of the movable and fixed unbalances by 180 degrees, i.e. at an angle between unbalances of 0 degrees. The consequence of combining unbalances in this position is the appearance of the required centrifugal force and, therefore, the required amplitude of oscillations.

Технический результат - обеспечение легкого пуска и возможность прохождения резонансов при любых частотах, вплоть до ν_РЕЗ≈ν_РАБ и полном отсутствие результирующей центробежной силы, вызывающей вибрацию.The technical result - providing easy start and the opportunity for resonance at all frequencies up to ν _RES ≈ν _slave and the complete absence of the resulting centrifugal force causes a vibration.

Claims (1)

Дебалансный вибровозбудитель, содержащий 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, отличающийся тем, что подвижный и неподвижный в окружном направлении дебалансы связаны между собой электромагнитной муфтой трения, в состав которой входят электромагнит постоянного тока и два постоянных магнита.

An unbalanced exciter containing an electric motor, on the output shaft of which there are fixed unbalanced and movable in the circumferential direction unbalances attached to the movable unbalance the fan blade, and the centers of gravity of the unbalances are located in the plane passing through the axis of rotation of the output shaft, on different sides from the last, characterized in that the unbalances moving and stationary in the circumferential direction are interconnected by an electromagnetic friction clutch, which includes a direct current electromagnet and two permanent magnets.