Вибровозбудитель

 

Использование: в вибрационных устройствах для уплотнения различных сред, применяемых в строительстве, горной промышленности. Сущность: дебалансный цилиндрический ротор установлен на неподвижной оси, связанной с одной из крышек корпуса вибровозбудителя, посредством радиального гидростатического подшипника. Полость корпуса разделена перегородкой на две камеры. Ось имеет канал для подвода жидкости в камеру упомянутого подшипника и в камеру корпуса, расположенного между перегородкой и второй крышкой. Привод ротора выполнен в виде установленных на нем лопаток осевой турбины и сопел, размещенных в перегородке. Камера подшипника образована кольцевыми проточками, выполненными в роторе и на оси. Длина камеры составляет 0,4^oC0,6 длины ротора, а глубина - 0,4^oC0,6 мм. Указанные размеры обеспечивают сглаживание пульсаций давления жидкости. Устойчивое осевое положение ротора обеспечивается двумя упорными гидростатическими подшипниками. Благодаря сообщению камеры радиального подшипника и камеры корпуса с одним источником давления обеспечивается адаптация жесткости опор ротора к изменению нагрузки. 3 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к дебалансным вибровозбудителям, и может быть использовано в вибрационных устройствах для уплотнения различных сред, применяемых в строительстве, горной и других отраслях промышленности.

Известен вибровозбудитель, в котором в качестве привода дебалансного ротора применена осевая турбина [1] Известный вибровозбудитель имеет низкий ресурс, обусловленный разрушением подшипников вала ротора.

Известен также вибровозбудитель, содержащий полый корпус с крышками, размещенный в нем дебалансный цилиндрический ротор с опорами в виде подшипников скольжения с подачей рабочей среды под давлением, два из которых упорные и привод ротора [2] В этом вибровозбудителе ротор закреплен на валу, установленном в двух упорных и двух радиальных аэростатических подшипниках, и приводится во вращение электродвигателем.

Благодаря использованию аэростатических подшипников повышается ресурс вибровозбудителя. Однако, вследствие сравнительно малого диаметра цапф вала ротора несущая способность подшипников оказывается недостаточной для восприятия больших инерционных сил, возникающих при высоких частотах вращения ротора. Кроме того, подшипники чувствительны к пульсациям давления рабочей среды.

Техническими результатами, на достижение которых направлено изобретение, являются повышение несущей способности опор дебалансного ротора, исключение влияния пульсаций давления рабочей среды на работу вибровозбудителя, а также обеспечение адаптации жесткости опор ротора к изменению нагрузки, возникающему при изменении частоты вращения ротора.

Это достигается, согласно изобретению, благодаря тому, что в вибровозбудитете, содержащем полый корпус с крышками, размещенный в нем дебалансный цилиндрический ротор с опорами в виде подшипников скольжения с подачей рабочей среды под давлением, два из которых упорные, и привод ротора, подшипники скольжения выполнены гидростатическими, корпус снабжен перегородкой, разделяющей его полость на две камеры, ротор установлен посредством радиального гидростатического подшипника на неподвижной оси, связанной с одной из крышек и с перегородкой и имеющей канал для подвода жидкости в радиальный гидростатический подшипник и камеру корпуса, расположенную между перегородкой и второй крышкой, камера радиального подшипника образована кольцевыми проточками, выполненными в роторе и на оси, длина камеры составляет 0,4-0,6 длины ротора, а глубина 0,4-0,6 мм, при этом привод ротора выполнен в виде лопаток осевой турбины, размещенных на роторе, и сопел, выполненных в перегородке, а крышка, связанная с осью, имеет каналы для подвода и отвода жидкости.

На фигуре 1 изображен вибровозбудитель в продольном разрезе, на фигуре 2 сечение А-А на фигуре 1, а на фигуре 3 фрагмент сечения Б-Б на фигуре 1.

Вибровозбудитель содержит полый корпус 1 с крышками 2 и 3. С крышкой 2 связана (в частности, выполнена за одно целое) неподвижная ось 4, на которой установлен дебалансный цилиндрический ротор 5. Полость корпуса 1 разделена перегородкой 6 на две камеры, из которых камера 7, расположенная между перегородкой 6 и крышкой 3, служит для подачи в нее рабочей среды (жидкости) по каналу 8, выполненному в крышке 2 и оси 4. Ротор 5 размещен в другой камере корпуса 1, сообщенной через выполненный в крышке 3 канал 9 отвода жидкости со сливом. Между торцами ротора 5, крышки 2 и перегородки 6 предусмотрены зазоры 10, 11 в несколько мкм, благодаря чему при подаче в эти зазоры жидкости под давлением образуются два упорных гидростатических подшипника. Установка ротора 5 на оси 4 осуществляется с помощью одного радиального гидростатического подшипника, включающего кольцевую камеру 12, образованную кольцевыми проточками, выполненными в роторе 5 и на оси 4, и зазоры 13 между ротором 5 и осью 4. Камера 12 через одно или несколько радиальных отверстий 14 сообщена с каналом 8 и через зазоры 13 с зазорами 10, 11 упорных подшипников. Длина камеры 12 составляет 0,4-0,6 длины ротора 5. Конкретная величина выбирается в зависимости от рабочего давления и массы ротора из условия обеспечения необходимой подъемной силы. Глубина камеры 12 применительно к реальным условиям выбирается из диапазона 0,4-0,6 мм. Экспериментально установлено, что при указанных выше размерах камеры 12 обеспечивается сглаживание неизбежных пульсаций давления жидкости и надежная работа при использовании жидкостей с различной вязкостью (вода, масла, дизельное топливо и т. п.).

Привод ротора выполнен в виде лопаток 15 осевой турбины, размещенных на роторе у перегородки 6, и сопел 16, выполненных в перегородке 6.

При подаче жидкости из источника давления в канал 8 она одновременно поступает в камеру 12 радиального гидростатического подшипника и камеру 7. Давлением жидкости ротор 5 вывешивается. Ввиду малой величины зазоров 13, 10, 11 протекание жидкости через них в начальный момент не происходит, и давление пара в камере 12 равно входному, что определяет соответствующую жесткость радиального подшипника. Струи жидкости, истекающие из камеры 7 через сопла 16, воздействуют на лопатки 15, в результате чего ротор 5 приводится во вращение. При вращении дебалансного ротора возникает возмущающая сила, действующая через ось 4 на корпус 1 и вызывающая его колебания. Благодаря сообщению камеры 12 радиального подшипника и камеры 7 с одним источником давления при применении частоты вращения ротора и, следовательно, возмущающей силы одновременно изменяется и жесткость подшипника. Таким образом, исключается биение ротора об ось. Пульсации давления жидкости, возникающие, например, вследствие неравномерной работы насоса, сглаживаются за счет оптимального выбора размеров камеры 12 радиального подшипника. Камера 12 выполняет роль ресивера. Протекание жидкости через зазоры 10, 11 создает устойчивое осевое положение ротора.

Формула изобретения

Вибровозбудитель, содержащий полый корпус с крышками, размещенный в нем дебалансный цилиндрический ротор с опорами в виде подшипников скольжения с подачей рабочей среды под давлением, два из которых упорные, и привод ротора, отличающийся тем, что подшипники скольжения выполнены гидростатическими, корпус снабжен перегородкой, разделяющей его полость на две камеры, ротор установлен посредством радиального гидростатического подшипника на неподвижной оси, связанной с одной из крышек и перегородкой и имеющей канал для подвода жидкости в радиальный гидростатический подшипник и камеру корпуса, расположенную между перегородкой и второй крышкой, камера радиального подшипника образована кольцевыми проточками, выполненными в роторе и на оси, длина камеры составляет 0,4 0,6 длины ротора, а глубина 0,4 0,6 мм, при этом привод ротора выполнен в виде лопаток осевой турбины, размещенных на роторе, и сопл, выполненных в перегородке, а крышка, связанная с осью, имеет каналы для подвода и отвода жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3