Способ поддержания амплитуды возмущающей силы вибратора и устройство для его осуществления

 

Использование: вибрационная техника, вибрационная сейсморазведка. Сущность изобретения: для уменьшения амплитуды возмущающей силы на промежуточной частоте уменьшают суммарную массу роторов, в частности отсоединением части роторов от привода. Для увеличения амплитуды производят противоположные операции. 1 з.п.ф-лы, б ил.

СОН)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 G 01 Ч 1/153

НОЕ ПАТЕНТНОЕ.

CCP

CP) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 (2 (4 (7 но (7

Л. (5 но се ту че ра пр ма тр он эл щ

4 уд ро ет по

) 4838813/25

) 21.05.90

) 07.02,93. Бюл. ¹ 5

) Опытное конструкторское бюро машитроения

) В.П.Либер, Л.Н.Кабаев, Г.Н.Стальнов и .Кутьин

) Авторское свидетельство СССР

996968, кл. 6 01 V 1/153, 1983.

Авторское свидетельство СССР

109048, кл. 6 05 0 19/00, 1956.

Изобретение относится к вибрационтехнике и может быть использовано в сморазведке.

Известен способ поддержания амплиы возмущающей силы ротарного сейсмикого вибратора, заключающийся в гоне неуравновешенных роторных масс, этом при приближении эксцентричных с к крайнему нижнему положению элекмагнитом, расположенным под вибрациной платформой, создается ктромагнитный импульс, увеличиваюй амплитуду возмущающей силы 11).

Недостатками способа являются: недостаточный ресурс электромагнита кольку последний, представляющий сосложное устройство, размещен на платрме, подверженной значительным рным нагрузкам; размещение электромагнита на некоторасстоянии от платформы резко снижаго эффективность; использова ие способа не позволяет учить чистои синусоиды центробежной

ы, что требуется по заданию на вибра„„Я „„1793400 А1 (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ АМПЛИТУДЫ ВОЗМУЩАЮЩЕЙ СИЛЫ ВИБРАТОРА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: вибрационная техника, вибрационная сейсморазведка. Сущность изобретения: для уменьшения амплитуды возмущающей силы на промежуточной частоте уменьшают суммарную массу роторов, в частности отсоединением части роторов от привода. Для увеличения амплитуды производят противоположные операции. 1 з,п.ф-лы, 6 ил.

Также на высоких частотах трудно обеспечить синхронную работу вращающихся неуравновешенных масс и электромагнита, поскольку частота вращения менее 0,01 с, а изменение индукции в катушках электромагнита происходит за время на порядок больше.

Известен способ поддержания амплитуды возмущающей силы роторного вибратора, заключающийся в разгоне нескольких роторных масс и изменении неуравновешенных масс и эксцентриситета при вращении.

Недостатками способа являются большая потребляемая мощность, необходимая для разгона роторов до максимальной частоты вращения, поскольку момент инерции разгоняемых роторов прямо пропорционален их массе,для достижения большой амплитуды силы на малых частотах нужна большая масса роторов, а эта большая масса на высоких частотах потребует большой мощности привода.

Кроме того, разгон большой массы ротора небезопасен с точки зрения прочности подшипников. Также поворот большой неу1793400 равновешенной массы ограничивает рабочий диапазон частот вибратора, поскольку пределы регулирования, определяемые зазорами в устройстве регулирования небалэнса, перемещаются в сторону сужения рабочих частот вибратора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе поддержания амплитуды возмущающей силы вибратора, заключа10 ющемся в изменении момента инерции нескольких роторов, соединенных с приводом, в процессе изменения частот вращения при возрастании частоты вращения уменьшают на промежуточной частоте суммарную массу роторов, а при уменьшении" 15 частоты вращения увеличивают на промежуточной частоте суммарную массу роторов.

Кроме того, уменьшение или увеличение суммарной массы роторов осуществля20 ют соответственно. отсоединением или присоединением части роторов от привода.

Сущность способа показана на примере работы вибратора, поясняющегося чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 — вибратор; на фиг. 2 — вид по

Б фиг. 1; на фиг. 3 — вид по Г фиг. 1; на фиг. . 4 — разрез  — В фиг. Я; йа фиг. 5 — разрез Š— Е фиг, 2; на фиг, 6 — разрез Д-Д фиг. 1.

Роторный вибратор содержит вибрационную плиту 1 с установленными на ней четырьмя роторами с неуравновешенными массами 2 и 3, которые расположены на осях 4 в продольных пазах 5 валов 6. Каж35 дый иэ роторов 2 и 3 состоит из двух полудисков и расположенной между ними шестерней-7, находящейся в зацеплении с рейкой 8. Последняя соединена тягой с рычагом 9, второй конец которого взаимодействует с кулачком 10, установленным на кулачковом валу 11, общем для всех неуравновешенных масс 2 и 3. Кулачковый вал 11 приводится во вращение электродвигателем 12 через редуктор 13 и коническую пару

14, Указанный механизм представляет со- 45 бой устройство регулирования небаланса.

Устройство регулирования небаланса может быть выполнено иначе, например вместо рейки может быть установлен шатун, а перемещение последнего может быть вы- 50 полнено с помощью винта, закрепленного от осевого перемещения и гайки, приводимой во вращение от электродвигателя с редуктором.

Валы 6 соединены с устройством вра- 55 щения неуравновешенных масс, содержа,щем электродвигатель 15, цилиндрическую передачу 16, коническую пару 17, Данный привод, такжЕ как и привод ре гулирования небаланса установлен на верхней плите 18. Между вибрационной плитой и плитой 18 установлены пневматические амортизаторы 19. Неуравновешенные массы 3 меньше неуравновешенных масс 2.

Массы 2 соединены с электродвигателем 15 устройства вращения неуравновешенных масс через шестерни 20 и 21, а также ряд паразитных шестерен 22.

Вибратор снабжен устройством 23 отключения части небалансных масс, выполненным в виде дополнительных кулачков 24, установленных на кулачковом валу 11 устройства регулирования небаланса, и взаимодействующим через дополнительные рычаги 25 и 26 и тяги 27 на сцепную кулачковую муфту 28, установленную на валу устройства вращения соответствующей небалансной массы. Сцепная муфта 28 выполнена торцовой, зубчатой. Расположение зубьев — пазов муфты 28 показано на фиг. 5, Зубья ц одной полумуфте и пазы в другой, взаимодействующие между собой, располо- . жены по окружности неравномерно,.на разном по углу расстоянии относительно друг друга, что обеспечивает одно и тоже взаимное положение сцепляющих шестерни и вала после каждого расцепления и последующего сцепления. Это необходимо для того, чтобы при сцепленных муфтах все грузы 2 и 3 находились в одном угловом положении и работали синхронно.

Роторы 2 и 3 соединены таким образом, что при их вращении центробежные силы в вертикальном направлении складываются, а в боковых направлениях взаимоуничтожаются.

Устройство отключения ротора может быть выполнено, например, также в виде электромагнитов, взаимодействующих через рычаг на платформу.

Взаимодействие привода вращения ротора с устройством регулирования небаланса также может быть выполнено в виде кулачка, установленного на вращающемся валу привода регулирования небаланса и действующего на переключатель, срабатывающий при определенном положении небаланса ротора.

Вибратор работает следующим образом.

Роторный вибратор предназначен для сейсморазведки путем создания синусоидальных гармонических колебаний в глубине земной поверхности. Эти колебания принимаются на сейсмографе.

Вибратор обеспечивает создание так называемых свип-сигналов — серий синусоидальных колебаний, плавно изменяющихся по частоте в определенном диапазоне

1793400

40 с у з во при заданной постоянной величине амплитуды силы.

При включении двигателя 15 устройства вращения неуравновешенных масс 2 и 3 пс1следние начинают совместно и синхронн вращаться. При этом массы 2 находятся в оложении, симметричном относительно о и вращения вала 4, и их центробежные с лы взаимно уравновешиваются. Частота в ащения масс 2 и 3 равномерно увеличивает я. Одновременно включается электро.д игатель 12 устройства регулирования н баланса. При этом массы 2 и 3 начинают и ворачиваться до тех пор, пока суммарная ц нтробежная сила от вращающихся масс н достигает заданной амплитуды. Начальн е положение свил-сигнала: заданная начальная частота и заданная амплитуда в змущающей силы. При прохождении св и-сигнала от начального положения до к нечного частота непрерывно и равномерн повышается, а амплитуда возмущающей с лы поддерживается постоянной за счет и ворота масс 2 и 3 с помощью реек 8, р чагов 9, кулачков 10, расположенных на ку ачковом валу 11, приводом во вращение д игателем 12 через редуктор 13. Это достига тся выбором формы кулачков 10.

При достижении промежуточной частоть вращения дополнительные кулачки 24 че ез рычаги 25 и 26, тяги 27 расцепляют м фту 28. При этом вращение небалансных

Формула изобретения

1, Способ поддер>кания амплитуды возщающей силы вибратора, заключающийв изменении момента инерции кольких роторов, соединенных с привом, в процессе изменения частоты враще, отличающийся тем, что, с целью. еньшения потребляемой мощности, пошения безопасности и увеличения диапана регулирования амплитуды змущающей силы, при возрастании частомасс 2 прекращается, В это время кулачки . 10, управляющие поворотом масс 2, разворачивают последние в симметричное относительно оси 4 вращения вала 6 положение, 5 Для предотвращения искажения полезного (выходного) сигнала по амплитуде и частоте отключение части роторов производят после приведения их неуравновешенных масс к нулю.

10 Таким образом, небалансные массы 2 на определенной частоте прекращают свое вращение и останавливаются; В то же время массы 3 продолжают увеличивать частоту вращения, а кулачки 10 последних обеспе15 чивают за счет своей конфигурации поддержание заданной величины амплитуды силы.

При достижении конечной частоты свил-сигнала цикл закайчивается.

При уменьшении частоты вращения ро20 торов вибратора операций по поддержанию возмущающей силы производят в обратном порядке, т.е. на промежуточной частоте часть роторов подсоединяют к приводу и вводят в действие их возмущающую силу

25 путем поворота полудисков ротора и появления тем самым неравномерных масс.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить потребляемую мощность, повысить

30 безопасность работы и увеличить рабочий диапазон регулирования амплитуды возмущающей силы вибратора. ты вращения уменьшают на промежуточной частоте суммарную массу роторов, а при уменьшении частоты вращения увеличивают на промежуточной частоте суммарную массу роторов.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что уменьшение или увеличение суммарной массы роторов осуществляют соответственно отсоединением или присоединением части роторов от привода.

Фидб

/б

78

1793400

Риг4

Составитель В.Дунаев

Техред М.Моргентал .

Редактор

Корректор M.Äåì÷èк

Ф ! Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

За аз503 Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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