Резонансная вибромашина для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов

 

Изобретение относится к механизации и интенсификации выгрузки смерзшихся или слежавшихся грузов из транспортных средств. Резонансная вибромашина для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов содержит несущую раму (1) для передачи колебаний в безотрывном режиме через верхнюю обвязку посредством устанавливаемых на противоположные стенки кузова опорных площадок (2), на каждой из которых неподвижно закреплены расположенные симметрично относительно общего центра масс вибровозбудители (4), с двух сторон от которых с возможностью образования двухмассной центрированной системы смонтированы на опорных площадках по меньшей мере по две подпружиненные инерционные массы (6), снабженные бойками (7) для взаимодействия с расположенными симметрично относительно вибровозбудителей на указанных опорных площадках наковальнями (8) и установленные с возможностью их упругого перемещения вдоль вертикальных осей, проходящих через центры масс наковален, при этом суммарная жесткость упругих элементов выбирается из условия реализации резонансного режима колебаний инерционных масс, что позволяет снизить энергоемкость без увеличения массы машины. 2 ил.

Изобретение относится к механизации и интенсификации разгрузки транспортных средств и может быть использовано при выгрузке сыпучих, слежавшихся и слабосмерзшихся грузов из полувагонов.

Известна накладная вибромашина для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов, содержащая корпус с установленным в нем на виброизолированной раме двигателем, связанным посредством клиноременной передачи с дебалансным вибровозбудителем. Вибровозбудитель установлен со смещением в горизонтальной плоскости относительно центра масс вибромашины [1].

Недостатком этой вибромашины является малый срок службы в эксплуатации из-за интенсивных вибрационных и виброударных нагрузок, вызывающих разрушение элементов конструкции, а также преждевременный выход из стоя разгружаемых полувагонов.

Известна вибромашина для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов [2], содержащая несущую раму для передачи колебаний в безотрывном режиме через верхнюю обвязку посредством устанавливаемых на противоположные стенки кузова опорных площадок, на каждой из которых неподвижно закреплены несущие стенки с вмонтированными в них расположенными симметрично относительно общего центра масс вибровозбудителями, свободные концы дебалансных валов которых соединены карданной передачей с каждым из выходных концов вала двигателя, установленного на виброизолированной раме.

Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Недостатком известной вибромашины является повышенный расход энергии для сообщения колебаний кузову, обусловленный достаточно высокой энергоемкостью процесса разгрузки полувагонов, поскольку вибровозбудитель генерирует гармоническую вынуждающую силу. При этом кузову передаются также гармонические колебания, энергии которых в силу симметрии амплитуд оказывается недостаточно для разрушения прочных связей между частицами. Коме того, реализация виброэффекта пропорциональна силовому воздействию, а для осуществления безотрывного режима колебаний машины относительно верхней обвязки кузова с целью снижения деструктивного воздействия на вагон необходимо, чтобы амплитуда вынуждающей силы P_о была ограничена: P_о≅M·g (g - ускорение силы тяжести). Так как машина представляет собой одномассную систему, то выполнение этого требования приводит к увеличению ее массы M.

Техническая задача - снижение энергоемкости процесса разгрузки без увеличения массы машины.

Техническая задача достигается тем, что в резонансной вибромашине для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов, содержащей несущую раму для передачи колебаний в безотрывном режиме через верхнюю обвязку посредством устанавливаемых на противоположные стенки кузова опорных площадок, на каждой из которых неподвижно закреплены расположенные симметрично относительно общего центра масс вибровозбудители, с двух сторон от вибровозбудителей с возможностью образования двухмассной центрированной системы смонтированы на опорных площадках по меньшей мере по две подпружиненные инерционные массы, снабженные бойками для взаимодействия с расположенными симметрично относительно вибровозбудителей на указанных опорных площадках наковальнями, и установленные с возможностью их упругого перемещения вдоль вертикальных осей, проходящих через центры масс наковален, при этом суммарная жесткость упругих элементов выбирается из условия реализации резонансного режима колебаний инерционных масс.

На фиг. 1 изображена резонансная вибромашина, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1.

Резонансная вибромашина состоит из несущей рамы 1 с опорными площадками 2 и 3, на которых неподвижно закреплены расположенные симметрично относительно общего центра масс "O" вибровозбудители 4. По обе стороны от вибровозбудителей 4 на упругих элементах 5 смонтированы по меньшей мере два инерционные массы 6, снабженные бойками 7, с возможностью образования двухмассной центрированной системы, у которой равнодействующие вынуждающих сил и упругих сил проходят через центр масс "O" машины. На площадках 2 и 3 размещены также наковальни 8 с центрами масс O₁ - O₄, через которые проходят оси O₁Y - O₄Y, равноотстоящие от центра масс "O". Для настройки на резонансный режим колебаний инерционных масс 6 вдоль вертикальных осей O₁Y - O₄Y суммарная жесткость C пружин 5 выбирается из соотношения: C_Σ = m_Σρ² (где m_Σ - суммарная масса одинаковых инерционных масс 6, ρ - круговая частота собственных колебаний), причем собственная частота равна или кратна круговой частоте ω вынуждающей силы.

Для навешивания на крюк крана вибромашина снабжена грузовой подвеской 9.

Резонансная вибромашина работает следующим образом.

При разгрузке полувагона с помощью подвески 9 краном (не показан) вибромашину устанавливают опорными площадками 2 и 3 несущей рамы 1 на верхнюю обвязку кузова 10. После включения вибровозбудителей 4 под действием круговой вынуждающей силы P = P_о·sin ωt (здесь P_о, ω - соответственно амплитуда и круговая частота) совершают резонансные вынужденные колебания инерционные массы 6 вдоль осей O₁Y и O₂Y с частотой ρ = n· ω , n = 1, 2, 3..., не зависящие от изменения массы груза в кузове вагона. При движении инерционных масс 6 вверх пружины 5 растягиваются, образуя зазор между бойками 7 и наковальнями 8, а при движении вниз пружины 5 сжимаются и боек 7 периодически ударяет по наковальне 8. При этом суммарное действие одинаковых инерционных масс 6 эквивалентно действию одной массе, равной сумме этих масс, генерирующих ударные амплитуды, которые сообщают динамически направленные в сторону выгрузки асимметричные колебания кузову, разрушая более прочные связи между частицами груза, способствуя тем самым интенсификации выгрузки, в том числе и слабосмерзшихся грузов, а также обеспечивая безотрывный режим колебания несущей рамы относительно верхней обвязки кузова. После окончания разгрузки вибромашину поднимают краном и переставляют на следующий вагон.

Применение предлагаемой резонансной вибромашины позволяет за счет асимметрии колебаний снизить энергоемкость процесса и повысить среднюю скорость истечения груза из полувагона, а также снизить энергетические затраты на вибрацию за счет реализации резонансного режима колебаний инерционных масс, т. е. более эффективно по сравнению с известными вибромашинами.

В настоящее время разрабатываются рабочие чертежи для изготовления опытных образцов и проведения всесторонних испытаний вибромашины для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов.

Источники информации 1. А.С. СССР N 1303527, М. кл. B 65 G 67/24, 1987. Бюлл. N 14.

2. Авторское свидетельство СССР N 412100, М.кл. B 65 G 67/24, 1974. Бюлл. N 3 - прототип.

Формула изобретения

Резонансная вибромашина для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов, содержащая несущую раму для передачи колебаний в безотрывном режиме через верхнюю обвязку посредством устанавливаемых на противоположные стенки кузова опорных площадок, на каждой из которых неподвижно закреплены расположенные симметрично относительно общего центра масс вибровозбудители, отличающаяся тем, что с двух сторон от вибровозбудителей с возможностью образования двухмассной центрированной системы смонтированы на опорных площадках по меньшей мере по две подпружиненные инерционные массы, снабженные бойками для взаимодействия с расположенными симметрично относительно вибровозбудителей на указанных опорных площадках наковальнями и установленные с возможностью их упругого перемещения вдоль вертикальных осей, проходящих через центры масс наковален, при этом суммарная жесткость упругих элементов выбирается из условия реализации резонансного режима колебаний инерционных масс.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2