RU2531518C1 - Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation - Google Patents
Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531518C1 RU2531518C1 RU2013110087/28A RU2013110087A RU2531518C1 RU 2531518 C1 RU2531518 C1 RU 2531518C1 RU 2013110087/28 A RU2013110087/28 A RU 2013110087/28A RU 2013110087 A RU2013110087 A RU 2013110087A RU 2531518 C1 RU2531518 C1 RU 2531518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unbalanced
- change
- unbalance
- acting force
- drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам управления воздействующей силой вибрационных колебаний и к устройствам для возбуждения механических вибрационных колебаний вращающимися неуравновешенными массами.The invention relates to methods for controlling the acting force of vibrational vibrations and to devices for exciting mechanical vibrational vibrations by rotating unbalanced masses.
Изобретение может быть использовано в испытательном и технологическом оборудовании.The invention can be used in testing and technological equipment.
Известен способ управления воздействующей силой при возбуждении вибрационных колебаний, реализуемый регулируемым дебалансным вибратором (Патент RU 2009857, B06B 1/10), заключающийся в изменении взаимного углового положения неуравновешенных масс приводом их вращения во время вращения вокруг общей оси тем же приводом и последующей фиксацией указанного положения с использованием фрикционного механизма с электромагнитным приводом.A known method of controlling the acting force when exciting vibrational vibrations is realized by an adjustable unbalanced vibrator (Patent RU 2009857, B06B 1/10), which consists in changing the mutual angular position of the unbalanced masses by the drive of their rotation during rotation around a common axis by the same drive and subsequent fixation of the specified position using a friction mechanism with an electromagnetic drive.
Недостатком указанного способа является отсутствие точности управляемого изменения углового положения неуравновешенных масс и его повторяемости ввиду использования нестабильных свойств механизма фиксации (фрикционных свойств и времени срабатывания), а также отсутствие возможности произведения изменений в обратном направлении без остановки работы механизма, связанной с тем, что изменение углового положения неуравновешенных масс производится только в попутном направлении привода вращения и одновременно с вращением.The disadvantage of this method is the lack of accuracy of the controlled change in the angular position of unbalanced masses and its repeatability due to the use of unstable properties of the fixing mechanism (frictional properties and response time), as well as the inability to make changes in the opposite direction without stopping the operation of the mechanism due to the fact that the change in the angular the position of the unbalanced masses is made only in the passing direction of the rotation drive and simultaneously with the rotation.
Наиболее близким является способ возбуждения вибрационных колебаний (Патент RU 2387488, B06B 1/16), при котором изменение углового положения неуравновешенных масс производится отдельным приводом, дискретно путем кратковременного включения фиксатора.The closest is the method of excitation of vibrational vibrations (Patent RU 2387488, B06B 1/16), in which the angular position of the unbalanced masses is changed by a separate drive, discretely by briefly turning on the latch.
Недостатком указанного способа является отсутствие возможности бесступенчатого изменения углового положения неуравновешенных масс, особенно малых перемещений, обусловленных использованием дискретного механизма фиксации (штыря и пазов), а также отсутствие возможности произведения изменений в обратном направлении без остановки работы механизма, связанной с использованием однонаправленного привода изменения углового положения (пружины).The disadvantage of this method is the inability to continuously change the angular position of unbalanced masses, especially small movements caused by the use of a discrete locking mechanism (pin and grooves), as well as the inability to make changes in the opposite direction without stopping the mechanism associated with the use of a unidirectional drive to change the angular position (springs).
Известен одновальный вибровозбудитель направленного действия (Патент RU 2008101, B06B 1/16), включающий корпус, один или два приводных двигателя, дебалансный вал, с жестко и свободно посаженными дебалансами, передачи от двигателей к дебалансам, отличающийся тем, что валы приводных двигателей соединены с дебалансным валом непосредственно, а дебалансы, свободно и жестко посаженные на валу, связаны между собой посредством жестко прикрепленных к ним конических зубчатых колес и промежуточных конических зубчатых колес, одна часть последних установлена на неподвижные оси в корпусе вибровозбудителя, а другая часть - на аксиально-подвижные оси, которые оснащены механизмами их поступательного перемещения.Known single-directional vibration exciter (Patent RU 2008101, B06B 1/16), comprising a housing, one or two drive motors, an unbalanced shaft, with rigidly and freely set unbalances, transmissions from engines to unbalances, characterized in that the shafts of the drive motors are connected to by the unbalanced shaft directly, and the unbalances loosely and rigidly mounted on the shaft are interconnected by means of bevel gears rigidly attached to them and intermediate bevel gears, one part of the latter being installed and a fixed pin in the exciter housing and the other part - on the axially movable axis, which are equipped with their translation mechanisms.
Недостатками данного вибровозбудителя являются: дискретность регулирования возмущающего усилия, сложность переключения зубчатых передач без остановки механизма.The disadvantages of this vibration exciter are: discrete regulation of disturbing efforts, the difficulty of switching gears without stopping the mechanism.
Наиболее близким является дебалансный вибровозбудитель (Патент RU 2387488, B06B 1/16), включающий вал, на котором расположен дебаланс, выполненный из двух дебалансных масс, установленных с возможностью регулирования их углового положения относительно друг друга, причем одна из указанных дебалансных масс, установленная на валу с возможностью свободного вращения, выполнена с расположенными по образующей полудиска пазами и связана с концом пружины, другой конец которой закреплен на указанном валу, при этом другая дебалансная масса, жестко закрепленная на указанном валу, снабжена, по меньшей мере, одним подвижным шипом, установленным с возможностью сцепления с указанными пазами в первой дебалансной массе и связанным с выходом блока управления следящей системы.The closest is an unbalanced vibration exciter (Patent RU 2387488, B06B 1/16), including a shaft on which there is an unbalance made of two unbalanced masses installed with the ability to adjust their angular position relative to each other, one of these unbalanced masses mounted on the shaft with the possibility of free rotation, made with grooves located along the half-disk generatrix and connected with the end of the spring, the other end of which is fixed to the shaft, while the other unbalanced mass is rigidly fixed constant prices on said shaft, provided with at least one movable tenon mounted for engagement with said slots in a first unbalance weight and the associated output control unit servosystem.
Недостатками данного вибровозбудителя являются: дискретность регулирования возмущающего усилия, обусловленная величиной дискретного изменения положений дебалансов, размерами фиксирующего шипа, количеством и расстоянием между пазами, а также невозможность регулирования в обратном направлении.The disadvantages of this vibration exciter are: discreteness of control of the disturbing force due to the discrete change in the position of the unbalances, the dimensions of the locking spike, the number and distance between the grooves, and the inability to control in the opposite direction.
Единым техническим результатом группы изобретений является обеспечение плавности и всенаправленности регулирования воздействующей силы в широком диапазоне частот механических колебаний, в том числе гармонических, независимо по каждой из гармоник, без прерывания процесса вибрирования, сохранения фазы колебания, точного постоянства законов изменения (сохранения) взаимного расположения дебалансов группы валов, а также расширение пределов регулирования, уменьшение осевых или диаметральных размеров вибратора и равномерная передача вибрации внешней среде по всей поверхности излучателя.The single technical result of the group of inventions is to ensure smooth and omnidirectional control of the acting force in a wide range of frequencies of mechanical vibrations, including harmonic, independently for each of the harmonics, without interrupting the vibration process, maintaining the oscillation phase, exact constancy of the laws of change (conservation) of the mutual arrangement of unbalances groups of shafts, as well as expanding the limits of regulation, reducing the axial or diametrical dimensions of the vibrator and uniform transmission of vi external environment over the entire surface of the emitter.
Указанный технический результат достигается за счет того, что при возбуждении вибрационных колебаний вращением двух и более дебалансных масс вибрационного источника изменение их взаимного углового расположения производят плавно, отдельными приводами вращения каждой дебалансной массы при непрерывном вращении;The specified technical result is achieved due to the fact that upon excitation of vibrational vibrations by rotation of two or more unbalanced masses of a vibration source, a change in their mutual angular location is made smoothly by separate rotation drives of each unbalanced mass during continuous rotation;
- изменение их взаимного углового расположения производят плавно путем сложения движений двух и более приводов при непрерывном вращении, при этом хотя бы один из приводов обеспечивает вращение минимум одного сателлита вокруг общей оси;- a change in their mutual angular location is made smoothly by adding the movements of two or more drives during continuous rotation, while at least one of the drives provides rotation of at least one satellite around a common axis;
- поддержание воздействующей силы на постоянном уровне при изменении частоты вибрации производят изменением относительных угловых положений дебалансных масс в направлении: при увеличении частоты они направлены от 0 к π рад, а при уменьшении - от π к 0 рад;- maintaining the acting force at a constant level when changing the vibration frequency is performed by changing the relative angular positions of the unbalanced masses in the direction: with increasing frequency they are directed from 0 to π rad, and when decreasing - from π to 0 rad;
- изменение воздействующей силы при постоянной частоте вибрации производят путем попарного изменения относительных угловых положений дебалансных масс в противоположных направлениях, причем для увеличения воздействующей силы они направлены от π к 0 рад, а для уменьшения - от 0 к π рад;- a change in the acting force at a constant vibration frequency is produced by pairwise changing the relative angular positions of the unbalanced masses in opposite directions, and to increase the acting force they are directed from π to 0 rad, and to decrease from 0 to π rad;
- в случае нечетного количества дебалансных масс, равных по величине, плоскость симметрии изменения относительных угловых положений дебалансных масс проходит через центр тяжести одной из дебалансных масс, которая в процессе изменения воздействующей силы продолжает вращаться с прежней скоростью;- in the case of an odd number of unbalanced masses of equal magnitude, the plane of symmetry of the change in the relative angular positions of the unbalanced masses passes through the center of gravity of one of the unbalanced masses, which continues to rotate at the same speed as the acting force changes;
- при возбуждении гармонических колебаний одновременно изменяют составы дебалансов, обеспечивающих возбуждение вибрационных колебаний минимум двух гармоник;- when harmonic oscillations are excited, the compositions of the unbalances at the same time change the excitation of vibrational vibrations of at least two harmonics;
- привод валов выполнен в виде дифференциального механизма, один привод которого связан с водилом и расположенными на нем сателлитами, минимум по количеству валов, причем минимум один сателлит связан с валом и с неподвижным колесом, и минимум еще один сателлит связан с соответствующим валом и подвижным колесом, имеющим свой привод;- the drive of the shafts is made in the form of a differential mechanism, one drive of which is connected to the carrier and the satellites located on it, at least by the number of shafts, with at least one satellite connected to the shaft and with the fixed wheel, and at least one more satellite connected to the corresponding shaft and movable wheel having its own drive;
- минимум один из сателлитов выполнен в виде многовенцового блока шестерен, один венец которого контактирует с колесом, а каждый следующий - с соответствующим валом;- at least one of the satellites is made in the form of a multi-crowned block of gears, one crown of which is in contact with the wheel, and each next one with the corresponding shaft;
- минимум один из дебалансов выполнен из двух и более частей, расположенных симметрично относительно их общего центра тяжести;- at least one of the unbalances is made of two or more parts located symmetrically relative to their common center of gravity;
- центры тяжести дебалансов минимум двух валов расположены в одной перпендикулярной оси вращения плоскости;- the centers of gravity of the unbalances of at least two shafts are located in one perpendicular axis of rotation of the plane;
- дебалансные массы минимум двух валов равны по величине и их центры тяжести расположены на одинаковых расстояниях от оси вращения валов;- unbalanced masses of at least two shafts are equal in magnitude and their centers of gravity are located at equal distances from the axis of rotation of the shafts;
- центры тяжести минимум двух дебалансов располагаются в одной с центром тяжести вибровозбудителя перпендикулярной оси вращения плоскости;- the centers of gravity of at least two unbalances are located in one with the center of gravity of the vibration exciter perpendicular to the axis of rotation of the plane;
- центр тяжести площади излучателя и центры тяжести дебалансов располагаются в одной перпендикулярной оси вращения плоскости, а перпендикуляр, проходящий через центр тяжести площади излучателя, пересекает ось вращения дебалансов;- the center of gravity of the emitter’s area and the centers of gravity of the unbalances are located in one perpendicular axis of rotation of the plane, and the perpendicular passing through the center of gravity of the emitter’s area intersects the axis of rotation of the unbalances;
- привод водила и дифференциальный механизм расположены в осевом направлении по противоположные стороны от дебалансов.- the carrier drive and the differential mechanism are located in the axial direction on opposite sides of the unbalance.
Сущность изобретения поясняется кинематическими схемами, где:The invention is illustrated by kinematic schemes, where:
на фиг.1 - вибратор с двумя приводами;figure 1 - vibrator with two drives;
на фиг.2 - вибратор с приводами более двух;figure 2 - vibrator with drives of more than two;
на фиг.3 - вибратор с дебалансами в одной перпендикулярной оси вращения плоскости, причем один из дебалансов состоит из нескольких частей;figure 3 - vibrator with unbalances in one perpendicular axis of rotation of the plane, and one of the unbalances consists of several parts;
на фиг.4 - вид А на Фиг.3.figure 4 is a view of figure 3.
на фиг.5 - вибратор с дифференциальным приводом и дебалансами, расположенными на одинаковом расстоянии от оси вращения в положении минимального возмущающего усилия;figure 5 - vibrator with differential drive and unbalances located at the same distance from the axis of rotation in the position of the minimum disturbing efforts;
на фиг.6 - вибратор, изображенный на фигуре 5 в положении максимального возмущающего усилия;figure 6 - vibrator depicted in figure 5 in the position of the maximum disturbing efforts;
на фиг.7 - вибратор с дифференциалом и приводом, расположенными по разные стороны от дебалансов;in Fig.7 - a vibrator with a differential and a drive located on opposite sides of the unbalance;
на фиг.8 - вибратор для получения частотно-модулированных колебаний с раздельным регулированием воздействующего усилия по гармоникам;on Fig - vibrator to obtain frequency-modulated oscillations with separate regulation of the acting force at the harmonics;
на фиг.9 - вибратор с сателлитом в виде блока шестерен;figure 9 - vibrator with a satellite in the form of a block of gears;
на фиг.10 - симметричный вибратор с двумя дифференциалами;figure 10 is a symmetric vibrator with two differentials;
на фиг.11 и 12 - схемы углового расположения двух и более дебалансов в уравновешенном положении;11 and 12 are diagrams of the angular arrangement of two or more unbalances in a balanced position;
на фиг.13 - схема углового расположения двух и более дебалансов в положении максимального дебаланса;on Fig - diagram of the angular arrangement of two or more unbalances in the position of maximum unbalance;
на фиг.14 и 15 - схемы направлений угловых Δφ и -Δφ перемещений дебалансов при регулировании воздействующего усилия.on Fig and 15 are diagrams of the directions of the angular Δφ and -Δφ disbalance movements when controlling the acting force.
Вибратор выполнен в виде внецентренно расположенных на соосных валах 1 и 2 масс, называемых дебалансами 3 и 4 (фиг.1), один из которых условно считается основным, задающим частоту вибрации, а второй дополнительным - регулирующим взаимное расположение дебалансов. Во время работы вибратора они могут меняться ролями или выполнять одинаковые функции. Валы снабжены приводами 5; 6 и установлены в корпусе 7. Привод основного дебаланса по степени управляемости может быть постоянным, управляемым, позволяющим изменение частоты вращения дебаланса в требуемых пределах или регулируемым, позволяющим изменение частоты вращения дебаланса и ее автоматическое поддержание с заданной точностью. Привод дополнительного дебаланса выполнен управляемым или регулируемым, позволяющим поддерживать определенное угловое относительное положение дебалансов и его изменение в любом направлении, т.е. обгонять или отставать от привода основного дебаланса.The vibrator is made in the form of masses eccentrically located on the coaxial shafts 1 and 2, called
Вибратор может содержать несколько дополнительных дебалансов, например (фиг.2) дебаланс 8, расположенный на валу 9 с приводом 10.The vibrator may contain several additional unbalances, for example (Fig.2)
Привод валов дебалансов может быть выполнен в виде дифференциального механизма (фиг.5), привод 11 которого связан с водилом 12 и расположенными на нем сателлитами 13 и 14. Сателлитов может быть минимум по количеству валов, каждый из которых взаимодействует с соответствующим валом. Сателлит 13 связан с валом 15 и с неподвижным колесом 16, а сателлит 14 связан с соответствующим валом 17 и подвижным колесом 18, имеющим свой привод 19, который имеет фиксацию в любом из угловых положений и может быть выполнен ручным. Привод подвижного колеса в этом случае должен быть реверсивным. Вместо одного сателлита с каждым валом может взаимодействовать два и более сателлитов одинакового назначения, расположенные по окружности (фиг.7).The drive of the unbalance shafts can be made in the form of a differential mechanism (Fig. 5), the
Минимум один из сателлитов, например 20 (фиг.9), может быть выполнен в виде многовенцового блока шестерен, один венец 21 которого взаимодействует с приводным или неподвижным колесом 22, а каждый следующий 2 3 и 2 4 - с соответствующим валом 2 5 и 26. Венец 21 также может взаимодействовать с отдельным валом.At least one of the satellites, for example 20 (Fig. 9), can be made in the form of a multi-crown gear block, one
Дебалансы отдельных валов могут быть выполнены равными по массе (фиг.1).The imbalances of the individual shafts can be made equal in weight (figure 1).
Дебалансы отдельных валов могут быть также выполнены из двух и более частей 27; 28 (фиг.3) и 29; 30; 31 (фиг.7). При этом при равенстве масс M1 и M2 частей 35 и 36 (фиг.5) они будут располагаться симметрично относительно общего центра тяжести дебаланса, т.е. L1=L2. При различных массах частей 38 и 3 9 их расстояния соответственно L3 и L4 до общего центра тяжести будут обратно пропорциональны их массам M3 и M4.The imbalances of the individual shafts can also be made of two or
Центр ЦТ1 тяжести дебаланса 37 отдельного вала, а в случае выполнения дебаланса из нескольких частей 35 и 36 (фиг.5) - их общий центр ЦТ2 тяжести, могут быть расположены на одинаковом расстоянии e1=e2 расположения других дисбалансов от оси вращения (Фиг.3 и 5).The center of CT1 of gravity of the
Центр ЦТ1 тяжести дебаланса отдельного вала, а в случае выполнения дебаланса из нескольких частей - их общий центр ЦТ2 тяжести, могут быть расположены в одной перпендикулярной оси вращения плоскости как с дебалансами других валов, так и с центром ЦТв тяжести вибратора вцелом (фиг.3).The center of CT1 of gravity of the unbalance of an individual shaft, and in the case of performing an unbalance of several parts, their common center of CT2 of gravity, can be located in the same perpendicular axis of rotation of the plane as the unbalances of other shafts, and with the center of CTV of gravity of the vibrator as a whole (figure 3) .
Центр ЦТп тяжести проекции площади излучателя на плоскость, параллельную оси вращения валов, и центры ЦТ1 и ЦТ2 тяжести дебалансов могут располагаться в одной перпендикулярной оси вращения плоскости, а перпендикуляр, проходящий через центр ЦТп указанной проекции площади излучателя 32, пересекать ось вращения дебалансов (фиг.4).The center of gravity center of gravity of the projection of the emitter’s area on a plane parallel to the axis of rotation of the shafts, and the centers of center of gravity CT1 and CT2 of the unbalance gravity can be located in one perpendicular axis of rotation of the plane, and the perpendicular passing through the center of the center of CT of the indicated projection of the area of the
Привод 33 (фиг.7) водила и дифференциальный механизм 34 могут быть расположены в осевом направлении по противоположные стороны от дебалансов.The drive 33 (Fig.7) drove and the
Предлагаемый способ управления воздействующей силой содержит операции возбуждения вибрационных колебаний путем вращения двух и более дебалансных масс, изменения их взаимного углового расположения, причем указанное изменение производят плавно, отдельными приводами вращения каждой дебалансной массы при непрерывном вращении или путем сложения движений двух и более приводов при непрерывном вращении.The proposed method of controlling the acting force includes the operation of excitation of vibrational vibrations by rotating two or more unbalanced masses, changing their relative angular position, and this change is made smoothly, by separate rotation drives of each unbalanced mass during continuous rotation or by adding the movements of two or more drives during continuous rotation .
Поддержание воздействующей силы на постоянном уровне при изменении частоты вибрации производят изменением относительных угловых положений дебалансных масс в направлении: при увеличении частоты они направлены от 0 к π рад, а при уменьшении - от π к 0 рад.Maintaining the acting force at a constant level when changing the vibration frequency is performed by changing the relative angular positions of the unbalanced masses in the direction: with increasing frequency they are directed from 0 to π rad, and with decreasing - from π to 0 rad.
Изменение воздействующей силы при постоянной частоте вибрации производят путем попарного изменения относительных угловых положений дебалансных масс в противоположных направлениях, причем для увеличения воздействующей силы они направлены от π к 0 рад, а для уменьшения - от 0 к π рад.Changing the acting force at a constant vibration frequency is performed by pairwise changing the relative angular positions of the unbalanced masses in opposite directions, and to increase the acting force they are directed from π to 0 rad, and to decrease from 0 to π rad.
В случае нечетного количества дебалансных масс, участвующих в возбуждении вибрационных колебаний одной частоты и равных по величине, плоскость симметрии изменения относительных угловых положений дебалансных масс проходит через центр тяжести одной из дебалансных масс, которая в процессе изменения воздействующей силы продолжает вращаться с прежней скоростью.In the case of an odd number of unbalanced masses participating in the excitation of vibrational oscillations of the same frequency and equal in magnitude, the plane of symmetry of the change in the relative angular positions of the unbalanced masses passes through the center of gravity of one of the unbalanced masses, which continues to rotate at the same speed as the acting force changes.
При возбуждении гармонических колебаний изменяют составы дебалансов, обеспечивающих возбуждение вибрационных колебаний минимум двух гармоник.When harmonic oscillations are excited, the compositions of the unbalances are changed, which ensure the excitation of vibrational vibrations of at least two harmonics.
Осуществление способа регулирования воздействующей силы производится дебалансным вибратором, кинематическая схема которого изображена на Фиг.1. Для этого включают привод 5, который придает вращение с определенной угловой скоростью дебалансу 3, установленному на валу 1. Одновременно или в любой последовательности включают привод 6, который через шестерни вращает вал 2 в сторону вращения вала 1 с определенной скоростью, равной скорости вращения вала 1. Ввиду равенства скоростей вращения валов 1 и 2 дебалансы и соответственно их центры тяжести постоянно остаются в определенном угловом положении относительно друг друга. Их центробежные силы F1 и F2, геометрически суммируясь, образуют равнодействующую воздействующую силу, которая передается корпусу 7 и вращается с частотой вращения валов. Если центральный угол φ между дебалансами равен π рад (фиг.11), силы F1 и F2 уравновешивают друг друга и воздействующая сила минимальна. При этом пара сил F1 и F2 на плече L создают момент в продольной плоскости, что не позволяет исключить вибрационное воздействие на окружающую среду и его равномерное распределение по плоскости излучателя. Если центральный угол φ между дебалансами равен 0 рад (фиг.13), то силы F1 и F2 складываются и воздействующая сила максимальна.The implementation of the method of controlling the acting force is performed by an unbalanced vibrator, the kinematic diagram of which is shown in FIG. To do this, turn on the
Для изменения величины воздействующей силы плавно изменяют скорость вращения одного из приводов, например привод 6 в направлении увеличения (попутное направление). При этом будет происходить плавное изменение центрального угла φ между дебалансами и, следовательно, плавное изменение воздействующей силы при непрерывной вибрации. Например, при изменении центрального угла φ между дебалансами в направлении от π к 0 рад воздействующая сила будет увеличиваться и наоборот, при изменении угла φ в направлении от 0 к π рад воздействующая сила будет уменьшаться. Если изменение возмущающей силы носит характер противоположный требуемому, например возмущающая сила уменьшается, а ее требуется увеличить, то приводом 6 плавно изменяют скорость вращения в противоположном направлении, т.е. в направлении уменьшения скорости (встречное направление). При достижении требуемого значения воздействующей силы привод, в настоящем примере привод 6, переключают на вращение с первоначальной скоростью, равной скорости вращения вала 1.To change the magnitude of the acting force, the rotation speed of one of the drives is smoothly changed, for example, drive 6 in the direction of increase (associated direction). In this case, there will be a gradual change in the central angle φ between the unbalances and, consequently, a gradual change in the acting force with continuous vibration. For example, when the central angle φ changes between unbalances in the direction from π to 0 rad, the acting force will increase and vice versa, when the angle φ changes in the direction from 0 to π rad, the acting force will decrease. If the change in the disturbing force is opposite to the required one, for example, the disturbing force decreases, but it needs to be increased, then the
Изменение центрального угла φ между дебалансами и, следовательно, изменение воздействующей силы прекращается. При использовании регулируемых приводов 5 и 6 угловые положения валов 1 и 2, а также дебалансов 3 и 4 вполне определимы с помощью датчиков обратной связи по положению. Поэтому выбор направления изменения скорости любого из приводов сложности не вызывает.The change in the central angle φ between the unbalances and, therefore, the change in the acting force stops. When using the variable speed drives 5 and 6, the angular positions of the shafts 1 and 2, as well as the
При регулировании воздействующего усилия одним приводом, как в приведенном примере, происходит сдвиг фазы воздействующего усилия в направлении изменения вращения регулирующего привода на величину, равную половине изменения угла φ между дебалансами.When regulating the acting force by one drive, as in the above example, there is a phase shift of the acting force in the direction of changing the rotation of the regulating drive by an amount equal to half the change in the angle φ between the unbalances.
Чтобы этого не происходило, регулирование воздействующего усилия необходимо производить синхронно, двумя приводами в противоположных направлениях. Для уменьшения воздействующего усилия, как показано на фиг.14, а для увеличения - как показано на фиг.15.To avoid this, the regulation of the acting force must be done synchronously, with two drives in opposite directions. To reduce the acting force, as shown in Fig. 14, and to increase - as shown in Fig. 15.
В случае наличия в вибраторе нескольких дополнительных дебалансов, например (фиг.2), появляется возможность получения гармонических колебаний с возможностью изменения воздействующей силы колебаний минимум одной из гармоник. Например, дебаланс 8, расположенный на валу 9 с приводом 10, вращается с одной скоростью, а дебалансы 3 и 4 - с другой, создавая гармонические колебания вибратора. Изменяя относительное угловое положение дебалансов 3 и 4, как было описано ранее, можно плавно изменять воздействующую силу колебаний одной гармоники, возбуждаемых эти дебалансами.If there are several additional unbalances in the vibrator, for example (Fig. 2), it becomes possible to obtain harmonic oscillations with the possibility of changing the acting oscillation force of at least one of the harmonics. For example, an
Кроме того, при изменении частоты вращения одного дебаланса, например 4, и вращения его с частотой дебаланса 8, произойдет изменение воздействующих сил колебаний сразу двух гармоник. Таким образом, изменение составов дебалансов, обеспечивающих возбуждение вибрационных колебаний одной из гармоник, обеспечивает расширение диапазона регулирования воздействующих сил колебаний каждой гармоники.In addition, when you change the frequency of rotation of one unbalance, for example 4, and rotate it with a frequency of
При наличии многовенцового сателлита обеспечивается точное постоянство законов изменения (сохранения) взаимного расположения дебалансов группы валов, взаимодействующих с сателлитом независимо от режимов работы остальных валов вибратора.In the presence of a multi-crown satellite, the exact constancy of the laws of change (conservation) of the mutual arrangement of the unbalances of a group of shafts interacting with the satellite is ensured, regardless of the operating modes of the remaining shafts of the vibrator.
При равенстве масс всех дебалансов диапазон регулирования эффективной массы дебаланса составит от 0 до nM,If the masses of all the unbalances are equal, the range of regulation of the effective mass of the unbalance will be from 0 to nM,
где n≥2 - количество валов (дебалансов), участвующих в возбуждении колебаний одной гармоники;where n≥2 is the number of shafts (unbalances) involved in the excitation of oscillations of one harmonic;
M - масса дебаланса одного вала.M is the unbalance mass of one shaft.
Например, на фиг.12 изображена схема вибратора с диапазоном регулирования эффективной массы дебаланса от 0 до 3М.For example, on Fig shows a diagram of a vibrator with a range of regulation of the effective mass of unbalance from 0 to 3M.
При различии масс дебалансов расширение диапазона регулирования воздействующих сил колебаний каждой гармоники благодаря увеличению числа комбинаций будет еще шире. Например, при соотношении масс 1:2:3 диапазон регулирования эффективной массы дебаланса, а следовательно, и воздействующих сил колебаний каждой гармоники составит от 1М до 5М (1 и 2±3, 2 и 3±1, 3 и 2±1) или одной гармоники от 0 до 6M.With a difference in the mass of the unbalances, the expansion of the range of regulation of the acting oscillation forces of each harmonic due to the increase in the number of combinations will be even wider. For example, with a mass ratio of 1: 2: 3, the range of regulation of the effective mass of the unbalance, and therefore the acting vibrational forces of each harmonic, will be from 1M to 5M (1 and 2 ± 3, 2 and 3 ± 1, 3 and 2 ± 1) or single harmonic from 0 to 6M.
При наличии двух и более пар дебалансов (фиг.8) появляется возможность независимого плавного регулирования колебаний каждой из гармоник, создаваемых дисбалансами пар валов 40, 41, 42, и 43 в любых сочетаниях.In the presence of two or more pairs of unbalances (Fig. 8), it becomes possible to independently independently control the oscillations of each of the harmonics created by the imbalances of the pairs of
Кроме того, при встречном вращении указанных пар валов можно получить направленные колебания с регулируемым воздействующим усилием в одной плоскости, параллельной оси вращения дебалансов, например в вертикальной.In addition, with the oncoming rotation of these pairs of shafts, one can obtain directional oscillations with adjustable acting force in one plane parallel to the axis of rotation of the unbalances, for example, in the vertical.
Схема (фиг.3) компоновки дебалансов в одной перпендикулярной оси вращения валов плоскости позволяет уменьшить габарит вибратора в осевом направлении.The scheme (Fig. 3) of the arrangement of unbalances in one plane perpendicular to the axis of rotation of the shafts of the plane makes it possible to reduce the size of the vibrator in the axial direction.
Схема (фиг.7) компоновки дебалансов на одинаковом расстоянии от оси вращения наоборот сокращает радиальные размеры вибратора, а расположение минимум одного привода с противоположной стороны от дифференциального механизма приближает общий центр тяжести масс дебалансов к центру тяжести вибратора.The scheme (Fig. 7) of the arrangement of unbalances at the same distance from the axis of rotation, on the contrary, reduces the radial dimensions of the vibrator, and the location of at least one drive on the opposite side of the differential mechanism brings the common center of gravity of the mass of the unbalances to the center of gravity of the vibrator.
Схема (фиг.10) выполнения вибратора с двумя дифференциальными механизмами, расположенными по разные стороны от дебалансов, позволяет наилучшим образом совместить центр тяжести дебалансов с центром тяжести вибратора и центром тяжести площади излучателя в одной перпендикулярной оси вращения плоскости, а при условии, если перпендикуляр, проходящий через центр тяжести площади излучателя, пересекает ось вращения дебалансов, позволяет излучателем наиболее равномерно передавать вибрацию внешней среде.The diagram (Fig. 10) of the implementation of the vibrator with two differential mechanisms located on opposite sides of the unbalance allows you to best combine the center of gravity of the unbalance with the center of gravity of the vibrator and the center of gravity of the emitter in one perpendicular axis of rotation of the plane, and provided that the perpendicular passing through the center of gravity of the area of the emitter, crosses the axis of rotation of the unbalance, allows the emitter to transmit vibration most evenly to the external environment.
Таким образом, отличительные признаки заявленного способа регулирования воздействующего усилия при возбуждении вибрационных колебаний и устройства для его осуществления обеспечивают достижение заявленного технического результата и ряда других преимуществ.Thus, the distinctive features of the claimed method of regulating the acting force upon excitation of vibrational vibrations and a device for its implementation ensure the achievement of the claimed technical result and several other advantages.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110087/28A RU2531518C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110087/28A RU2531518C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013110087A RU2013110087A (en) | 2014-09-20 |
| RU2531518C1 true RU2531518C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=51583282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110087/28A RU2531518C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2531518C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584850C1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Александр Михайлович Васильев | Method of adjusting parameters of law of mechanical oscillations of power factors in centrifugal vibration exciter |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1713672A1 (en) * | 1988-08-16 | 1992-02-23 | Институт Торфа Ан Бсср | Vibration exciter |
| RU2008101C1 (en) * | 1991-11-20 | 1994-02-28 | Михаил Михайлович Неклюдов | Single-shaft directed action vibration exciter |
| RU2009857C1 (en) * | 1990-04-16 | 1994-03-30 | Украинский Институт Инженеров Водного Хозяйства | Controllable unbalance vibrator |
| US5355732A (en) * | 1991-05-22 | 1994-10-18 | Hess Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg | Vibrating table with driven unbalanced shafts |
| RU2387488C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Method for excitation of vibration oscillations for performance of seismic survey and unbalance vibration exciter for its realisation |
-
2013
- 2013-03-06 RU RU2013110087/28A patent/RU2531518C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1713672A1 (en) * | 1988-08-16 | 1992-02-23 | Институт Торфа Ан Бсср | Vibration exciter |
| RU2009857C1 (en) * | 1990-04-16 | 1994-03-30 | Украинский Институт Инженеров Водного Хозяйства | Controllable unbalance vibrator |
| US5355732A (en) * | 1991-05-22 | 1994-10-18 | Hess Maschinenfabrik Gmbh & Co. Kg | Vibrating table with driven unbalanced shafts |
| RU2008101C1 (en) * | 1991-11-20 | 1994-02-28 | Михаил Михайлович Неклюдов | Single-shaft directed action vibration exciter |
| RU2387488C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья | Method for excitation of vibration oscillations for performance of seismic survey and unbalance vibration exciter for its realisation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584850C1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-05-20 | Александр Михайлович Васильев | Method of adjusting parameters of law of mechanical oscillations of power factors in centrifugal vibration exciter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013110087A (en) | 2014-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5254248B2 (en) | Vibration control device for structures | |
| US2989869A (en) | Constant force variable speed vibrator | |
| JP2015110898A (en) | Vibration exciter for vibration compactor and construction machine having the vibration exciter | |
| RU2531518C1 (en) | Method of control of operating force (versions) and regulated vibrator for its implementation | |
| RU2012146124A (en) | METHOD FOR EXCITING NEGHARMONIC MOMENT VIBRATIONS IN VIBRATION SEPARATING MACHINES | |
| JP2017508939A5 (en) | ||
| CN104011375A (en) | Turbomachine Having One Or More Blade Wheels With Positively Driven Moving Blades | |
| JP6235853B2 (en) | Rotational fluctuation testing machine | |
| CN109701697B (en) | Four-machine-driven double-mass vibration impact crusher and parameter determination method thereof | |
| CN105756928A (en) | Balance weight mechanism of scroll compressor | |
| CN201799391U (en) | Chaotic vibration exciter with secondary pendulum | |
| CN109649965B (en) | Parameter determination method for sub-resonance double-mass four-machine-driven vibrating screening conveyor | |
| RU2568149C2 (en) | Balanced design mechanical speed variator with eccentric dynamic masses | |
| RU2476275C1 (en) | Method of exciting vibrations | |
| RU2410167C1 (en) | Procedure for excitation of resonance mechanical oscillations and device for its implementation (versions) | |
| CA1140366A (en) | Counterbalancing system for nutational traction drive transmissions | |
| CN201813250U (en) | Secondary-pendulum chaotic vibration motor | |
| CN105665664B (en) | Continuous cast mold vibration generating arrangement adjusts variable differential adjusting means with double | |
| SU713601A1 (en) | Vibrated machine | |
| JP2010538810A (en) | Crusher with double forced motion of grinding media | |
| Eremeykin et al. | On the problem of control resonance oscillations of a mechanical system with unbalanced exciters | |
| US9968967B2 (en) | Vibration exciter | |
| RU38643U1 (en) | LOW FREQUENCY SEISMIC SOURCE | |
| RU180102U1 (en) | PLANETARY VIBRATOR WITH CONTROLLED CHARACTERISTICS AND CHAIN TRANSMISSION | |
| Tomchina et al. | Master-slave and mutual multiple synchronization for multi-rotor vibration units |