Вибрационный привод

 

Изобретение относится к электротехнике , к электрическим виброколебательным механизмам, и может быть использовано в вибрационных стендах смесителях, дробилках и т.д. Цель состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличения амплитуды и снижения частоты колебаний. Устройство содержит неподвижный статор 1 с магнитными полюсами, токонесущую обмотку 2, расположенную на подвижном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощью натянутых гибких неупругих элементов 5. Ротор 3 совершает упругие резонансные вращательно-колебательные движения, преобразуемые в возвратно-поступательные . Вибровозбудитель содержит схему управления. Ротор электрической машины связан с упругой системой гибкими передаточными элементами и использован в качестве маховика,2 ил. fc v Ё

COIO3 СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4800348/07 (22) 07.12.89 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (76) В.А.Китасов (56) Луковников В.И. Электропривод колебательного движения. М.: Энергоиздат.

1984, с. 9-12.

Авторское свидетельство СССР

М 1683142, кл. Н 02 К 33/00, 25.09.89, (54) ВИБРАЦИОННЪ|Й ПРИВОД, (57) Изобретение относится к электротехнике, к электрическим виброколебательным механизмам, и может быть использовано в вибрационных стендах., смесителях,:дробилках и т,д. Цель состоит в расширении, ... Ж „„1782331АЗ (я)з Н 02 К 33/00»

2: эксплуатационных возможностей путем увеличения амплитуды и снйжения частоты. колебаний, Устройство содержит неподвижный статор 1 с магнитными полюсами, токойесущую обмотку 2; расположенную на подвижном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощыю натянутых гибких йеупругих элементов 5. Ротор 3 совершает упругие резонансные вращательно-колебательные движения, преобразуемые в возвратно-поступательные. Вибровозбудитель содержит схему управления. Ротор электрической машины связан с упругой системой гибкими передаточными элементами и использован в качестве маховика, 2 ил, 1782331

Такая конструкцйа Ае позволяет-реализовать упругий реверс с полными оборотами инерционного тела и эффективно использовать линейные смещения на концах торсиона.

Кроме того, мощность колебаний данной системы ограничена механической прочностью кристаллов пьезоэлементов при их сжатии.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей за счет

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям электрических аиброколебательных механизмов и может быть использовано в аибрэционных стендах, смесителях, дробилках, 5 сеялках, в технологическом оборудовании для обработки сборки, сортировки и транспортировки узлов и деталей; в компрессорных и насосных установках, а бытовой технике, 10

Известны конструкции электроприводов С электрическими двигателями линейного и вращательного движения, работающие в колебательных режимах без механических преобразователей, 15

Наиболее близкой по технйческой сущности K" предлагаемому решенно является конструкция вибрацйонного привода.

Вибрационный привод предназначен для поддержания колебаний электромеха- 20 нических устройств и преобразует линейные циклические деформации пьезоактивных элементов в незатухающие крутильные колебания инерционйогб"тела

-путем растяжения упругого торсиона в мо- 25 мент его раскрутки.

Этот прйвод состоит из корпуса, йнерцио йно урэв новешенй ого-телэ=ротб ра. ко-. торое жестко закреплейо на средней части торсйонного упругого элемента, состояще- 30

ro по крайней мере из двух упругих стержней и зафиксированйого от поворота, но не имеющего аозможйость осевого перемещения, Концы торсионного элемента имеют упоры, взаимодействующие с устройством 35 для возбуждения вынужденных колебаний, состоящих из двух пьезоактивных элементов, жестко закрепленных нэ корпусе и ограничивающих осевое перемещение торсионного элемента в корпусе, 40

К недостаткам данной конструкции относятся малые амплитуды линейных и угловых колебаний системы; которые ограничены величиной деформаций пьезоэлементов и крутильной жесткостью парал- 45 лельных упругих стержней торсионного элемента, применения гибких неупругих элементов с малым сопротивлением на изгиб и кручение и большим сопротивлением (прочностью) на растяжение, использование этих элементов в качестве накопителей полных оборотов ротора при упругом- реверсивном вращении, а также в качестве преобразователей этого вращения в возвратно-поступательныедвижения подвум рабочим направления м, Для достижения поставленной цели ротор установлен внутри неподвижного статора и соединен с упругой системой посредством натянутых с двух сторон гибких неупругих элементов, работающих на скручивание с накоплением полных оборотов ротора и одновременным линейным смещением упругой системы в режиме самореверса. (В устройстве автоматизирован известный способ выигрыша в силе на концах жгута с помощью его накручивания рычагом. Роль рычага выполняют активные и инерционные cvlRbl упругого реверсивного вращения ротора, сбалансированного и закрепленного с двух сторон внутри неподвижного статора на гибких неупругих элементах, натянутых с помощью упругой системы, которая в свою очередь совершает возвратно-поступательные движения зэ счет линейных сокращений этих элементов при кручении), На фиг. 1 схематично изображена конструкция аибропривода (без схемы управления); на фиг. 2 — схема предлагаемого устройства.

Вибрационный привод содержит неподаи>кный статор 1 с магнитными полюсами, . токонесущую обмотку 2, расположенную на подви>кном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощью натянутых гибких неупругих элементов 5.

Управление токоаедущей обмоткой 2 осуществляется в импульсном режиме через щеточно-коллекторный узел и его клеммы 6 с помощью схемы управления, :представляющей собой аналоги запираемых тиристоров с управлением по аноду и по катоду, собранных на транзисторах 7, 8 и

9, 10 соответственно, Управляющие электроды соединены между собой и с одной из щеток через постоянно замкнутые контакты кнопок 11 и 12. Питание осуществляется от двуполярного источника постоянного тока через тумблера 13 и 14. Резисторы 15 и 16 задают режим работы, Устройство работает в однотактном и двухтактном режимах.

В двухтактном режиме вибропривод работает следующим образом.

1782331

20

30

55

Включаются оба тумблера 13 и 14. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производится запуск вибропривода. При этом открываются транзисторы 7, 8. Ротор начинает вращение в одном иэ направлений, Накопление упругих оборотов сопровождается противофэзным смещением упругой системы. Количество оборотов ротора ограничено крутильной жесткостью системы, за счет которой осуществляется его торможение.

Напряжение положительной полярности от источника питания подается на токовую обмотку через транзистор 7, на коллекторе которого в результате торможения из-за роста тока в нагрузке падает напряжение. Достигнув значения, соответствующего току перегрузки, это напряжение закрывает транзисторы 7 и 8, отключая обмотку 2.

Под действием упругих сил обесточенный ротор начинает раскручиваться, создавая в устройстве генераторный режим с напряжением на щетках противоположной полярности, Это напряжение открывает транзисторы 9 и 10, подавая на токовую обмотку 2 отрицательное напряжение источника в направлении действия упругих. сил, поддерживая вращение ротора, Раскручиваясь, гибкие элементы возвращают упругую систему в исходное положение в момент максимальной скорости вращения ротора (в момент отсутствия скруток на гибких неупругих элементах).

Дальнейшее вращение ротора начинает закручивать гибкие элементы в другую сторону, что соответствует началу торможения и повторному смещению упругой системы.

Повторное торможение напряжением перегрузки закрывает транзисторы 9 и 10, Обесточенный ротор под действием упругих сил начинает вращение в первоначальном направлении, возникает генераторный режим, напряжение которого открывает транзисторы 7 и 8, цикл повторяется.

Таким образом, за время одного цикла реверсивных вращений линейные смещения упругой системы происходят дважды.

Запуск вибропривода в двухтактном режиме возможен .также кратковременным нажатием на кнопку 11. при этом открываются транзисторы 9, 10 и схема работает аналогично описанному, Выключение вибропривода осуществляется тумблерами 13 и 14.

В однотактном режиме используется одна из симметричных частей схемы, и устройство работает следующим образом.

Включается тумблер 13. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производится запуск вибропривода. Открываются транзисторы 7, 8, и ротор осуществляет вращение в одном из направлений, до наступления перегрузки, как было описано выше.

При обратном вращении (второй полупериод цикла) обесточенный ротор под действием упругих сил раскручивает гибкие элементы и по инерции закручивает их в обратном направлении, осуществляя вторичное смещение (сжэтие) упругой системы.

С началом упругого вращения ротора в первоначальном направлении за счет генераторного режима открываются транзисторы 7 и 8, токовая обмотка 2 подключается к источнику питания, поддерживая упругое вращение и цикл повторяется.

Выключение устройства производится тумблером 13.

За счет симметричности схемы запуск вибропривода в однотактном режиме можно также осуществить включением тумблера 14 и кратковременным нажатием на кнопку 11, при этом в аналогичной работе участвуют транзисторы 9 и 10.

При однотактных и двухтактных упругих реверсивных вращениях осуществлен режим самоуправления с обратной связью по напряжению перегрузки, которое в свою очередь определяется крутильной жесткостью системы, изменяющейся с изменением нагрузки.

Изготовлен макет вибрэционного привода на электрическом двигателе постоянного тока типа ДПМ-30-Н1-01. В качестве гибких неупругих элементов применены шнуры из 12 капроновых нитей ЗК ОСТ 17330-84, суммарная прочность которых превышает 100 кг, упругая система выполнена из стальных пластинчатых пружин.

Схема управления собрана на транзисторах 7, 10 типа КТ837В; 8, 9 типа КТ829В.

Вибропривод проработал в непрерывном режиме в течение 10 часов и остался работоспособным.

Вибрационный привод по сравнению с прототипом имеет следующие технические преимущества: лучшие энергетические показатели за счет увеличения угловых и линейных амплитуд колебаний и применения более мощного электромагнитного способа вибровозбуждения; расширение функциональных возможностей за счет применения ротора вибровозбудителя в качестве инерционного тела, что в свою очередь позволяет испольэовать концы элементов кручения в качестве выходов на нагрузку (подключения линейной нагрузки): за счет возможности применения устройства в качестве силового привода в различных агрегатах и механизмах, в том числе работающих на

1782331

Фиг.2

Составитель В.Китасов

Техред М.Моргентал Корректор И Муска

Редактор

Заказ 4292 . Тираж" Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,"101 низких частотах (до долей Герца при увеличении длины гибких элементов).

Формула изобретения

Вибрационный привод, содержащий корпус с закрепленным на нем возбудителем колебаний, соединенным с блоком управления, радиально уравновешенный ротор в упругой. подвеске, выполненной в . вйде аксиальных растяжек, закрепленных в опорах, размещенных по обе стороны ротора и связанных с корпусом. о т л и ч а ю8 шийся тем, что. с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения амплитуды и снижения частоты колебаний, возбудитель выполнен в виде

5 статора и ротора электрической машины, аксиальные растяжки ротора выполнены в виде гибких элементов с воэможностью образования скруток, а опорй — в виде упругих в осевом и жестких в радиальном

10 направлении пластин, закрепленных в торцах корпуса.