Гидравлический вибровозбудитель

 

Назначение: получение вынужденных механических колебаний, используя энергию гидропривода. Сущность изобретения: в корпусе 1 между впускным каналом 2 и сливным каналом 3 размещен поршень 4. Перепускные каналы 6 выполнены в теле поршня как замкнутые, так и в виде пазов на боковой поверхности поршня. Рабочая жидкость через впускной канала 2 подается в надпоршневую полость. Под ее давлением поршень поднимается и при этом открываются перепускные каналы. Жидкость через них стравливается в надпоршневую полость и далее в сливной канал. При этом давление в надпоршневой полости падает и поршень опускается, вызывая своим перемещением вибрации корпуса, передающиеся потребителю. В надпоршневую полость может вводиться упругий элемент сжатия. 4 з.п. ф-лы/ 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 16 В 21/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»

» О

Ф

I» (21) 4835491/29 (22) 06.06.90 (46) 30.08.92. Бюл. N. 32 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Ж.Г.Мухин и Х.Б.Ткач (56) Авторское свидетельство СССР

М 853214, кл. F 15 В 15/17, 1976. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (57) Назначение: получение вынужденных механических колебаний, используя энергию гидропривода. Сущность изобретения: в корпусе 1 между впускным каналом 2 и сливным каналом 3 размещен поршень 4, 5U 1758301 А 1

Перепускные каналы 6 выполнены в теле поршня как замкнутые, так и в виде пазов на боковой поверхности поршня. Рабочая жидкость через впускной канала 2 подается в надпоршневую полость. Под ее давлением поршень поднимается и при этом открываются перепускные каналы, Жидкость через них стравливается в надпоршневую полость и далее в сливной канал. При этом давление в надпоршневой полости падает и поршень опускается, вызывая своим пере- . мещением вибрации корпуса, передающиеся потребителю, В надпоршневую полость может вводиться упругий элемент сжатия. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

3 1758301 - . 4

Изобретение относится к горной и стро- уплотнения и кольцевой конической поверительной технике " и может быть использо- хностью поршня) в большую (на чертеже— вано для создания вынужденных сил для . правая, ограниченная поверхностями корвозбуждения колеЬания.. : . пуса и поршня) необходимо сдвинуть порИзвестен гидравлический вибратор, со- 5 шень на большое расстояние, равное держащий корпус и шаровую подвижную расстоянйю от кольцевых конусных растомассу. В нижней части корйусэ имеется от- . чек поршня до"йыхода наклонного канала, В верстие для подвода рабочей жидкости и пневматических устройствах это осуществвинт для регулйровки хода шара. В нижней. ляется ээ счет расширения сжатого воздуха части корпуса имеется расширяющееся со- 10 в камере, которая к этому моменту отсечена пло. При подаче рабочей среды шэр осуще- . от меньшей по обьему кольцевой камеры, из ствляет круговое движение; перемещаясь которой поступает сжатый воздух, Жидпо стенкам корпуса и передавая ему им- кость не расширяема, поэтому как только пульсы в поперечной плоскост"и. ""- камера будет отсоединена от магистрали, Недостаток этого вибратора -" малая 15 давление рабочей жидкости в ней упадет и эффективность работы. Это определяется дальнейшего перемещения поршня не буформой вара (минимальный объем, э следо- дет, Из-зэ раЗличных рабочих площадей вательно,:и минимальный вес. что предоп- поршйя создаются разйые вынужденные ределяет небольшое вынужденное усилие). усилия, что предопределяет возникновение небольшая степень уплотнения по миделе- 20 асимметрйчных нагрузок."Так как с одной вому сечению (фактически уплотнение осу-, стороны на йорШень действует меньшая сиществляется по линии, что гц едопределяет - ла, то снижается частота колебаний, большие перетечки между рабочими каме-:: " Целью изобретейия являЕтся -упрощерами, а следовательно, небольшой перепад::::ние конструкции in óìåíüøåíèÿ габаритов. давления между камерами). Оба фактора - 25 Цель достигается тем, что в гидравличемалый.вес и перетечки, выравнивающйе скомвибровоэбудителеС впускнымивыпудавление рабочей среды в камерах, снижа- - скным каиалэмй, рабочим органом, ют вынужденную силу. Форма подвижной: выполненныМ i виде порцня и размещенмэссы (шар) усложняет конструкцию;: так . ным в полости корпуса с образованием надкак его изготовление затруднительно.. 33 поршневой полости и подйоршневой, Известен вибратор с возвратно-посту- —, - сообщенной со впускным каналом, перепупательным движением подвижной массы скной кайал; выполненный в теле поршня и поршня, содержащий корпус с установлен-: сообщающий нэдпоршневую полости, выным в нем цилиндром с поршнем. Со сторо- . ступ; выполненный на торце поршня и разны одной из крышек цилиндра установлены 35 мещенный е подпоршневой подлости золотник, пружина и винт. Золотйик выпол- корпуса, впускной и выпускной каналы рас" нен. с кольцевыми проточками, средняя из, . положены по разные стороны поршня, при которых является его рабочей камерой,:. этом выпускной канал сообщен с надпоршкрайние — камерами устранения подпора невой полостью. Такое выполнение вибро-.рабочей жидкости. Между крышкой и тор- 40 возбудителя позволяет упростить его цом цилиндра размещена амортизирующая .. конструкцию и одйовременно повысить эфпроклэдка..,::- : : фективность Работы, Недостатками этого вибрэтора являют- . Целесообразно апускной канал выполся сложйость конструкции, предопределяе- :: нять в корпусе сойсно с торцевым выступом мая большим количеством деталей; малые 45 поршня,приэтомформэпоперечйогосечеэйергетйческйе показатели, связанные 0 ниявыпускногоканалаидентична формепотем; что используется не вся рабочая пло- перечного сечения торцового выступа, а их щадь.:: -: .:.:.::::. : — .-:--.: -::: .. йлФцэдй равны. Такое выполнение констИзвестен- поршневой вибратор, содер- ;":: ру«ции позволяет создавать пульсирующий жащий корпус и размещейный в нем пор- 5Î поток. что обеспечивает более быстрое сни- шень переменного сечения с наклонным::, жение давления в потоке рабочей среды в каналом, причем на торцах поршня выпол- -- нижней части возбудителя, а следовательнены конусные расточки..., .: .. :: йо, повысить частоту «олебаний.

Недостатком известного вибрэтора яв- "...:-.. Целесообразйо перепускной канал выляется практически невозможность его ис- 55 бблнять в виде паээ на боковой поверхнопользования при работе на жидкой рабочей сти йоршня. Такое выполнение конструкции среде (он пневматический). Это связано с позволяет повысить величину подвижной тем, что для йодачи рабочей среды из каме- массы и уменьшить площадь соприкосноверы с меньшим объемом (на чертеже -- сред- ния поверхностей корпуса и подвижной няя ограниченная поверхностями корпуса, массы.

1758301

Целесообразно на боковой поверхности поршня выполнять кольцевую проточку, сообщенную с перепускным каналом, что уменьшает его высоту и площадь контактирующей поверхности между подвижными деталями, повышает надежность его работы.

Целесообразно в выпускном канале корпуса установить дроссель, что повышает диапазон вибрационных параметров.

Целесообразно в надпоршневой полости установить упругий элемент сжатия, связывающий торец поршня с внутренней поверхностью корпуса, что обеспечивает работу вибровозбудителя в любом пространственном положении, Кроме того, можно при этом уменьшить величину подвижйой массы, заменив ее силой упругого элемента, что позволяет уменьшить габариты и вес вибровозбудителя, не меняя при этом его энергетические параметры, На фиг, 1 показан возбудитель, разрез, на фиг. 2 — возбудитель с перепускными каналами между стенками корпуса и поршня; на фиг, 3 — сечение А-А на фиг, 2; на фиг, 4 — возбудитель с кольцевым выступом, входящим в подводящий канал корпуса; на фиг. 5 — то же, с торцовой поверхностью йоршня, выполненной по параболе, и частью, входящей в канал корпуса; на фиг. 6— то же, с прилегающими торцовыми коническими поверхностями корпуса и поршня; на фиг, 7 — то же, торцовые прилегающие поверхности корпуса и поршня которого выполнены по параболе; на фиг. 8 — то же, с пружиной; на фиг. 9 — то же, со сливным каналом, выходящим в перепускной; нэ фиг. . 10 — то же, перепускной канал которого выполнен по центру поршня, a впускные — по периферии и соединены между собой дополнительной камерой, Гидравлический вибровозбудитель (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с впускным 2 и сливным 3 каналами, Внутри корпуса 1 размещен поршень 4. Корпус 1 и поршень 4 могут быть выполнены цилиндрическими (как показано) либо иметь другую форму. например параллелепипеда. Между верхней поверхностью поршня 4 и внутренней поверхностью верхнего торца корпуса 1 имеется полость 5 противодавления, соединенная со сливным каналом 3. Между боковыми поверхностями поршня 4 и корпуса 1 имеются перепускные каналы 6 (фиг. 2-5, 7), которые могут быть вы пол нен ы так же в теле поршня (фиг. 1, 7 — 10) либо часть перепускного канала выполнена в теле поршня 4, а другая — между боковыми поверхностями корпуса 1 и поршня 4 (фиг, 9), г

35

Торцовые прилегающие поверхности 7 и 8 поршня 4 и корпуса 1 могут быть выполнены плоскими (фиг, 1, 2, 4, 8, 9) либо иметь форму тела вращения в виде параболоида (фиг, 7), либо иметь составную форму — часть плоская, а другая — конусная (фиг, 4, 6) либо параболоидэ (фиг. 5). Нижняя торцовая поверхность может иметь выступ 9, входящий в подводящий канал 2 корпуса 1.

На выходе сливного канала 3 может быть установлен регулируемый дроссель 10 (фиг, 6, 7). Сливной канал 3 может быть размещен нэд верхней торцовой поверхностью поршня 4 (фиг. 1, 2, 4 — 8, 10) либо ниже ее (фиг. 9). В последнем случае нэ боковой поверхности поршня 4 выполнена проточка

11, в которую входит сливной канал 3. Возможно между поршнем 4 и корпусом 1 устайовить пружину 12 (фиг. 8). В этом случае можно уменьшить величину массы поршня

4 и повысить частоту колебаний. В корпусе

1 может быть выполнено несколько подводящих каналов 13 (фиг. 10), соединенных дополнительной камерой 14, а в поршне 4— один перепускной канал 6.

Принцип работы предлагаемого гидравлического вибровозбудителя следующий, При подаче рабочей жидкости через впускной канал 2 корпуса 1 на поршень 4

0 со стороны нижней ее поверхности 7 действует усилие, создаваемое рабочей средой.

Величина усилия определяется произведением давления рабочей жидкости на площадь торцовой поверхности 7 поршня 4, Рабочая жидкость (масло, вода) движется радиально от впускного канала 2 корпуса 1, затем попадает через перепускной канал 6 в полость 5, откуда удаляется через сливной канал 3, Под действием усилия, действуюО щего на нижнюю торцовую поверхность поршня 4, она поднимается, При этом уве: личивается зазор между нижними торцовыми поверхностями 7 поршня 4 и корпуса 1.

Согласно известным физическим законам

5 при увеличении зазора снижается давление, при этом увеличивается расход рабочей среды, что приводит к снижению давления в потоке. В результате снижается сила, действующая нэ поршень 4 снизу. С другой стороны рабочая жидкость, находящаяся в камере 5, создает силу, направленную вниз и действующую на поршень 4. В итоге наступит момент, когда усилие, поднимающее поршень 4, станет меньше силы тяжести поршня 4, и последний пойдет вниз (противодэвление со стороны камеры 5 способствует этому).

Если ход поршня 4 соответствует высоте полости 5, то происходит удар поршня 4 по корпусу 1 в крайнем ее верхнем положе1758301, 30

55 нии, Если высота полости 5 больше хода поршня 4, то вибровозбудитель работает в вибрационном режиме, Подбирая величину массы поршня 4, проходные сечения и давление рабочей жидкости, можно обеспечить удар поршня и по нижней части корпуса 1.

Для использования боковой поверхности корпуса 1 в качестве направляющей движения поршня 4 целесообразно перепускные каналы 6 выполнять в теле поршня 4 (фиг. 1, 8, 10) либо в виде пазов любой конфигурации (на фиг, 3 показаны по два круговых паза и в виде лысок).

Наличие пружины 12 позволяет уменьшить величину массы поршня 4, т,е. создать ту же силу, что и сила тяжести поршня 4

Однако главное назначение пружины 12— обеспечение работоспособности вибровозбудителя в любом пространственном положении, Это связано с тем, что в нерабочем состоянии поршень 4 (без пружины) при размещении вибровозбудителя в положении, развернутом на 180о по отношению к положению, показанному на чертеже, будет под действием силы тяжести опираться на противоположный торец корпуса 1. При подаче рабочей среды вибровозбудитель не запустится в работу. При применении пружины 12 такого в принципе we может произойти, так как она всегда будет устанавливать поршень 4 в положение, показанное на чертежах, вне зависимости от пространственного положения вибровозбудителя.

Для повышения давления рабочей жидкости под поршнем 4 целесообразно торцовым прилегающим поверхностям 7 корпуса

1 и 8 поршня 4 придавать форму тела hpaщения (фиг. 5„7). В этом случае увеличиваeòñÿ путь потока рабочей жидкости, что увеличивает сопротивление и. как следствйе, давление в потоке, в результате чего увеличивается возмущающая сила.

При выполнении поршня 4 с выступом 9 наблюдается двойной эффект. С одной стороны при вхождении выступа 9 во впускной канал 2 поток рабочей жидкости прерывается, что приводйт к падению давления рабочей жидкости под поршнем 4, При движении йоршня 4 вниз оказывается меньшее сопротивление. следствмем чего является повышение частоты колебаний. С другой . стороны при движении поршня вверх создается турбулентность в потоке(благодаря так называемому "карману" ), что создает сопротивление потоку рабочей жидкости, следствием чего является повышение давления в потоке. Это приводит к увеличенйа возмущающей силы, действующей на поршень 4, . одновременно повышается ее скорость движения. Все это вместе приводит к повышению частоты колебания.

Для уменьшения высоты вибровозбудителя целесообразно сливной канал 3 выполнять либо в верхней торцовой поверхности корпуса 1 (фиг. 10), либо на расстоянии, большем хода поршня 4 (фиг, 9). В последнем случае поршень выполняется с проточкой 11, расположенной на его боковой поверхности (фиг, 9).

Для регулированйя возмущающей силы и частоты колебания в сливном канале 3 монтируется регулируемый дроссель 10 (фиг, 6, 7), Регулируя проходное сечение дросселя 10, изменяют величину давления рабочей жидкости в полости 5, что приводит к изменению величины противодавления,действующего на поршень 4. Чем больше противодавление, тем меньше возмущающая сила. Однако при этом возрастает частота колебания,:

При работе в ударном режиме, с точки" зрения повышения прочности поршня 4, целесообразно"в последнем выполнять минимальное чйсло каналов. Конструкция вибровозбудитейя, показанная на фиг. 10, соответствует этим требованиям. Поршень

4 имеет один перепускной канал 6, располо-. женный по центру, а в корпусе 1 имеется несколько впускных каналов 13, соедийенных между собой камерой 14, Применение предлагаемого вибровозбудителя позволяет создать простую конструкцию из-за малого количества деталей, которые we íóæäàþòñÿ в прецизионной обработке, Все это позволяет резко снизить стоимость изготовления вибровозбудителя.

Предложенный вибровозбудитель из-за отсутствия прецизионных деталей может успешно работать в подводных условиях с использованием в качестве рабочей среды морской Воды.

Простота конструкции вибровозбудителя предопределяет возможность ее изготовления в мастерских практически любого пр дприятия.

Формула изобретения

1, Гидравлический вибровозбудитель, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, рабочий орган, выполненный в виде поршня и размещенный в полости корпуса с образованием надпоршневой полости и подпоршневой, сообщенной с впускным каналом, перепускной канал, выполненный в теле поршня и сообщающий надпоршневую и подпоршневую полости, выступ, выполненный на торце поршня и размещенный s подпоршневой полости корпуса, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и

1758301

10 уменьшения габаритов, впускной и выпускной каналы. расположены по разные стороны поршня, при этом выпускной канал сообщен с надпоршневой полостью, 2. Вибровозбудитель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что впускной канал выполнен в корпусе соосно с торцовым выступом поршня, при этом форма поперечного сечения . впускного канала идентична форме поперечного сечения торцового выступа. а их площади равны.

3. Вибровозбудитель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем. что перепускной канал выполнен в виде паза на боковой поверхности по ршйя. "

4, Вибровозбудитель по и, 1, о т л и ч аю шийся тем, что на боковой поверхности

5 поршня выполнена кольцевая проточка, сообщенная с перепускным каналом.

5, Вибровозбудитель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения его работоспособности s любом пространст10 венном положении, в надпоршневой полости установлен упругий элемент сжатия, связывающий торец поршня с внутренней поверхностью корпуса, 1758301

Составйтель 3.Пимакова

Техред M.Ìîðãåí1 àë,Êoððeêòoð М.Лукач

Редактор Т.Лазоренко

Производственно-издательский комбйнат "Патент ", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2984 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Гидравлический вибровозбудитель Гидравлический вибровозбудитель Гидравлический вибровозбудитель Гидравлический вибровозбудитель Гидравлический вибровозбудитель Гидравлический вибровозбудитель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стопорным устройствам

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стопорным устройствам, и может быть использовано в любой области народного хозяйства

Изобретение относится к средствам для фиксации подвижных частей при их телескопировании

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к регулировочным крепежным устройствам, например, колеса на оси

Изобретение относится к машиностроению , а именно к устройствам для осевой фиксации деталей, и может быть применено для соединения пакета деталей

Фиксатор // 1626007
Изобретение относится к машиностроению и мо ет быть использовано в устройствах фиксации сопряженных элементов Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение надежности

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для осевой фиксации деталей, и может быть применено для соедине- .ния деталей, в частности для закрепления дисков на валу дисковой боро-т ны

Изобретение относится к стопорным устройствам и может быть использовано для предотвращения осевого смешения осей, валиков, пальцев и т.д

Изобретение относится к машиностроению, а именно к штифтовым соединениям вала и колеса

Изобретение относится к технике приборо- и машиностроения и может быть использовано для фиксации цилиндрических и конических штифтов, соединяющих две детали относительно друг друга

Изобретение относится к машиностроению, в частности к фиксации разборных сопряжений, содержащих охватываемую и охватывающую детали, преимущественно корпусных деталей с пальцами (осями, винтами и др.)

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для крепления объектов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности удержания объектов на штатных местах при приложении к ним сил без использования крепежных устройств в виде резьбовых соединений или точных закладных конструкций, а также увеличение надежности и ресурса работы устройства. Устройство крепления содержит опорную площадку, расположенную внутри камеры, посадочные стержни и запорное устройство, которое включает в себя штангу с байонетными головками, расположенными с обоих концов штанги, размещенную внутри проходки, соединенную с одной стороны с байонетной втулкой, закрепляемой на прикрепляемом объекте, а с другой стороны соединенную с силовым устройством, опирающимся на внешний фланец проходки и включающим в себя силовую головку, внутри которой размещены поворотный механизм и байонетная поворотная втулка, прикрепленная к силовому узлу, выполненному в виде подвижного фланца, силового цилиндра и силовой фермы, а также винтовые домкраты, установленные между внешним фланцем и силовым подвижным фланцем. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к конструктивным узлам и способу их сборки и направлено на повышение надежности соединения. Узел содержит первый картонный элемент узла и второй картонный элемент узла, соединенные друг с другом с помощью соединительного устройства, содержащего набор первых элементов соединения и набор вторых элементов соединения, где каждый из первых элементов соединения имеет первый сегмент, неподвижно размещенный в первом элементе узла, и второй сегмент, который выступает из первого элемента узла и размещен во втором элементе узла. Второй сегмент каждого из первых элементов соединения содержит одно или более углублений, каждое из которых выполнено с возможностью размещения в нем второго элемента соединения и сцепления с ним, чтобы тем самым предотвратить разъединение между первым элементом узла и вторым элементом узла, ограничивая отвод первых элементов соединения из второго элемента узла, при этом вторые элементы соединения полностью размещены во втором элементе узла. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Гидравлический вибровозбудитель

Наверх