CS218812B1 - Zařízeni pro hutnění materiálů při rezonanční frekvenci - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro hutnění ma ­ teriálů při rezonanční frekvenci nebo frek ­ venci jí blízké. Zařízení je tvořeno míchačem velikosti amplitudy uloženým na běhounu, propoje ­ ným spojovacím vedením s ukazatelem a zařízením pro přestavování výstředníkové- ho momentu současně napojeným na budič vibrace, uložený v běhounu. V ukazateli je uchycena ručička a je umístěna před vleč ­ ný doraz, umístěný na stupnici, na níž je současně uchycen další doraz. Na ručičku může být napojen elektrický obvod se zdro ­ jem a žárovkou, uzavřený na vlečném do ­ razu. Zařízení podle vynálezu lze použít u všech hutnících strojů, u kterých je potřeba změ ­ny frekvence a výstředníkového momentu.

Description

Vynález se týká zařízení pro hutnění materiálů při rezonanční frekvencí nebo frekvenci jí blízké.

V současné době jsou známé vibrační válce vybavené hydrostatickým pohonem vibrace, u nichž je možno plynule nebo stupňovitě měnit buzenou frekvenci pomocí regulačního čerpadla určeného pro pohon budiče vibrace. Hodnota buzené frekvence se určuje podle zkušenosti a pohybuje se u zemin obvykle v rozmezí 18 až 30 Hz, u živičných materiálů obvykle v rozmezí 40 až 50 Hz. Velikost odstředivé síly, úměrné velikosti výstředníkového momentu a buzené frekvenci, je možno měnit pouze v omezené míře. Přibližnou volbou dynamických parametrů vibračního válce (buzené frekvence a velikosti odstředivé síly) nemůže být dosaženo efektivního způsobu hutnění, neboť každá zemina vyžaduje jiné hodnoty těchto parametrů.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, které je tvořeno snímačem velikosti amplitudy uloženým na běhounu, propojeným spojovacím vedením s ukazatelem a zařízením pro přestavování výstředníkového momentu současně napojeným na budič vibrace, uložený v běhounu. V ukazateli je uchycena ručička a je umístěna před vlečný doraz, umístěný na stupnici, na níž je současně uchycen další doraz. Na ručičku může být napojen elektrický obvod se zdrojem a žárovkou, uzavřený na vlečném dorazu.

Na výkresech je schematicky znázorněn jeden příklad provedení předmětu vynálezu.

Na obr. 1 jsou zakresleny frekvenční charakteristiky při určitých výstředníkových momentech a je naznačeno hutnění při rezonanční frekvenci.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení pro hutnění při rezonanční frekvenci s ručním ovládáním čerpadla a zařízení pro přestavování výstředníkového momentu budiče vibrace.

Při hutnění materiálu rezonanční frekvencí w_r nebo frekvencí jí blízkou se hutní takovou odstředivou silou F, při níž amplituda kmitání A nepřekročí jak hodnotu danou konstrukcí stroje (maximální hodnota amplitudy kmitání A_max, kterou dovolí pružné elementy mezi běhounem 1 a rámem stroje 13), tak hodnotu odpovídající hutněnému materiálu. Celý proces hutnění lze objasnit podle obr. 1, kde je zakreslena závislost velikosti amplitudy kmitání A na velikost buzené frekvence ω. Křivky frekvenčních charakteristik na obr. 1 jsou zakresleny pro různé velikosti výstředníkových momentů D_Vl a Dv₂ (D = m .e, kde m — hmotnost výstředníku, e — vzdálenost těžiště výstředníku od osy otáčení). Naznačená hodnota amplitudy kmitání A_max představuje maximální hodnotu kmitání mezi běhounem 1 a rámem 13, A_opt je optimální hodnota amplitudy, která je vhodná pro určitý hutněný materiál (určená zkouškou pro každý materiál samostatně). Vzhledem k tomu, že amplituda kmitání Ar rámu 13 je vzhledem k amplitudě kmitání A_B běhounu 1 ve většině případů velmi malá, lze považovat amplitudu kmitání A_B běhounu 1 i jako amplitudu kmitání A mezi běhounem 1 a rámem

13.

Na počátku hutnění je na budiči vibrace nastaven minimální výstředníkový moment D_{v min}. Budič vibrace se rozbíhá a amplituda kmitání A_B běhounu 1 nabývá stále větších hodnot. Buzená frekvence ω se zvyšuje, až přírůstky amplitudy kmitání A_B běhounu 1 jsou nulové (v případě dalšího zvyšování buzené frekvence ω by došlo k poklesu amplitudy kmitání A_B běhounu 1. V tomto okamžiku je dosaženo rezonanční frekvence ω_Γ a tomu odpovídající amplitudy kmitání A_B běhounu 1, která je rovna optimální amplitudě kmitání A_opt běhounu 1 (frekvenční charakteristika pro výstředníkový moment Dvj na obr. lj. Pokud není zvyšováním buzené frekvence ω dosaženo optimální amplitudy kmitání A_opt běhounu 1, nebo maximální amplitudy kmitání A_max běhounu 1, nebo maximální amplitudy kmitání A_max běhounu 1, začne se zvětšovat výstředníkový moment D_v běhounu 1 (maximální amplitudy kmitání A_max běhounu 1 dosaženo v tom případě, když pro daný materiál A_max má nižší hodnotu než A_opt). Popsaný stav je znázorněn na obr. 1 frekvenční charakteristikou při velikosti výstředníkového momentu Dv₂. Zvyšováním buzené frekvence ω až do bodu 1 se dosáhne určité nižší hodnoty amplitudy kmitání A_B běhounu 1, po dosažení uvedené hodnoty A_B je nutno zvyšovat pomocí výstředníkového momentu D_v hodnotu amplitudy kmitání A_B až do velikosti optimální amplitudy kmitání A_opt, která odpovídá velikosti rezonanční frekvence ω_Γ a výstředníkovému momentu Dvj (na obr. 1 bod 2 j.

Zařízení, jímž se uskutečňuje popsaný způsob hutnění zemin je sestaveno z hydromotoru 2 pohánějícího budič vibrace (není zakreslen), umístěný v běhounu 1 uchyceného v rámu 13. Do hydromotoru 2 je hydraulická kapalina dodávána pomocí regulačního čerpadla 13. K běhounu 1 (nebo na kteroukoli neopruženou část stroje) je uchycen snímač 4 velikosti amplitudy A_B běhounu 1, který je spojovacím vedením 3 spojen s ukazatelem 6. Ukazatel 6 má na stupnici 14 umístěn vlečný doraz 8 a doraz 9. Před vlečným dorazem 8 je uchycena ručička 7, která zasahuje svým horním koncem do prostoru před vlečný doraz 8. Vzájemná poloha ručičky 7 a vlečného dorazu 8 je signalizována žárovkou 11 umístěnou v elektrickém obvodu 10, jehož kontakty jsou napojeny na ručičku 7 a vlečný doraz 8. Elektrický obvod 10 je napájen ze zdroje 12. Na budič vibrace uložený v běhounu 1 je současně napojeno zařízení pro přestavování výstředníkového momentu 3. Odpru218812

S žena i neodpružená část stroje má stejnou hodnotu rezonanční frekvence ω_Γ, proto by se zjištění rezonanční frekvence ω_Γ mohlo provést i v kabině řidiče (tedy na odpružené části stroje). Snímač 4 by byl méně namáhán, na ukazateli 6 by však musela být dorazem 9 nastavena hodnota optimální amplitudy kmitání A_opt rámu 13 (vztažena na odpruženou část stroje). Před započetím hutnění se nastaví na zařízení pro přestavování výstředníkového momentu 3 minimální výstředníkový moment D_min a stroj se spustí. Zvyšováním buzené frekvence ω prostřednictvím hydromotoru 2 se zvětšuje i amplituda kmitání Α_β běhounu 1. Velikost amplitudy kmitání A_fí běhounu 1 registruje snímač 4 a vychyluje ručičku 7 ukazatele 6 ve smyslu otáčení hodinových ručiček. Ručička 7 unáší vlečný doraz 8, se kterým je v kontaktu až do okamžiku dosažení maximální amplitudy kmitání A_max pro výstředníkový moment D_{v min}, tj. do rezonanční frekvence ω_Γ. Pokud je ručička 7 ve styku s vlečným dorazem 8, je uzavřen elektrický obvod 10 a žárovka 11 je rozsvícena. Po překročení rezonanční frekvence nastane zmenšování amplitudy kmitání A_B běhounu 1 a dojde k odpojení ručičky 7 od vlečného dorazu 8 a tím i k přerušení elektrického obvodu 10. Tím, že žárovka 11 nesvítí, je obsluha upozorněna, že je nutno zastavit zvyšování buzené frekvence ω hydromotorem 2 a je třeba zvětšovat výstředníkový moment D_v budiče vibrace pro přestavování výstředníkového momentu 3 tak, že se zvětšuje odstředivá síla F při konstantní frekvenci ω_Γ, až je docíleno optimální amplitudy kmitání A_opt běhounu 1 nebo maximální amplitudy kmitání A_max běhounu 1. Optimální amplituda kmitání A_opt (případně A_max) se nastaví na ukazateli 6 dorazem 9 na hodnotu, vhodnou pro daný materiál před tím, než se začne amplituda kmitání A_b běhounu 1 zvětšovat zařízením pro přestavování výstředníkového momentu 3. Po dosažení optimální amplitudy kmitání A_opt případně A_max se zvětšování výstředníkového momentu D_v ukončí a hutnění se provádí při těchto parametrech.

Ruční ovládání regulačního čerpadla 15 lze převést na automatické (není zakresleno) a to vložením servomotoru před regulační čerpadlo 15. Servomotor je napojen na elektrický obvod 10, v němž je navíc vložen vypínač, který se po dosažení rezonanční frekvence ω_Γ vypne a tím uvede do klidu servomotor. Pro zvyšování amplitudy kmitání A_B běhounu 1 pomocí výstředníkového momentu D_v je použito zařízení pro přestavování výstředníkového momentu 3 a lze jej převést též na automatické ovládání. Zařízení pro přestavování výstředníkového momentu 3 je propojeno s ukazatelem 6, který je upraven jako automatický řídicí člen, jehož součástí je i elektrický obvod 10. Po dosažení rezonanční frekvence ω_τ automatický řídicí člen automaticky vypne servomotor a zapne zařízení pro přestavování výstředníkového momentu 3, které se vypne po dosažení amplitudy kmitání A_opí (případně A_max).

Použitím zařízení podle vynálezu zejména u vibračních válců, které jsou vybaveny budičem vibrace s měnitelným výstředníkovým momentem a měnitelnou frekvencí se dosáhne kvalitně zhutněného materiálu při minimálním počtu přejezdů. Stroje, vybavené tímto zařízením, zvyšují efektivnost hutnících prací i kvalitu hutnění. Výrazně se rozšiřuje jejich použitelnost pro hutnění materiálů s podstatně rozdílnými vlastnostmi.

Zařízení podle vynálezu lze použít u všech hutnících strojů, u kterých je možno měnit buzenou frekvenci i výstředníkový moment, bud plynule, nebo s přijatelným, odstupňováním.

Claims (1)

1. Zařízení pro hutnění materiálů při rezonanční frekvenci nebo frekvenci jí blízké, sestávající z běhounu, v němž jsou uloženy nevývažky poháněné hydromotorem s čerpadlem, vyznačující se tím, že je tvořeno snímačem (4) velikosti amplitudy kmitání (A_b) uloženým na běhounu (1) propojeným spojovacím vedením (5) s ukazatelem (6),

   VYNALEZU v němž je uchycena ručička (7), umístěná před vlečným dorazem (8), a doraz (9), přičemž na ručičku (7) je případně napojen elektrický obvod (10) se zdrojem (12) a žárovkou (11), uzavřený na vlečném dorazu (8) a na běhoun (1) je současně napojeno zařízení pro přestavování výstředníkového momentu (3).