CS223046B1 - Vibrátor s rotujícími nevývažky - Google Patents

Abstract

Vynález se týká vibrátoru s rotujícími nevyvážky, sestávajícího z jednoho nebo více hřídelů (3) s krajovými nevývažky (4), otočně uložených v ložiskách (2) skříně (1) vibrátoru, kde krajové nevývažky (4) jsou na hřídelích (3) situovány v prostoru mezi ložisky (2), a to u každého z ložisek (2) z jeho vnitřní strany. Mezi krajovými nevývažky (4) je na každém z hřídelů upraven protivývažek (5), který je situován na hřídeli (3) po jeho délce tak, že v bočním pohledu je jeho excentrická část v protilehlé polovině oproti excentrickým částem krajovým nevývažků (4). Názorně je vibrátor podle vynálezu schematicky znázorněn na přiloženém výkresu.

Description

Vynález se týká vibrátoru, opatřeného jedním nebo více rotujícími hřídelemi, opatřenými nevyváženými hmotami, kde se řeší snížení průhybu hřídelů, vznikajících vlivem Odstředivých sil z rotujících nevývažků.

Vibrátory s rotujícími nevyváženými hmotami, používané pro pohon vibračních zařízení nebo pro přenos vibrací do různých hmot nebo médií, jsou v principu tvořeny jedním nebo více hřídelemi otočně uloženými ve skříni vibrátoru, přičemž na těchto hřídelích je uchycen nebo vytvořen jeden nebo více nevývažků. Každý hřídel je svými konci otočně uložen v ložiskách skříně vibrátoru. Při rotaci hřídelů s nevývažky, vznikající odstředivé síly, využívané pro vibrační kmitavý pohyb samotného vibrátoru a na vibrátor připojeného vibračního zařízení, respektive hmot nebo médií v okolí vibrátoru, mají za důsledek i negativní účinek, a to v průhybu hřídelů ve směru působících odstředivých sil.

Tento průhyb způsobuje zvýšené namáhání, případně zcela znemožňuje funkci ložisek, jejichž prostřednictvím jsou hřídele s nevývažky otočně uloženy ve skříni vibrátoru. Ze všech použitelných ložisek tento průhyb nejlépe zachycují ložiska valivá, naklápěcí, avšak i v nich dochází vlivem průhybu hřídele k periodickému naklápění a vybočování nosných klecí a drah valivých tělísek ložiska a tím ke vzniku teplot, zvýšení opotřebení a destrukci ložisek. Velikost průhybů hřídelů s rotujícími nevývažky roste exponenciálně s délkou hřídele mezi jeho uloženími v ložiskách ve skříni vibrátoru a je proto negativní u vibrátorů velkých rozměrů.

Omezení průhybů hřídelů s nevývažky prostřednictvím zvýšení dimenzí je málo účinné, neboť tyto dimenze jsou limitovány velikostí vibrátoru a hmotu hřídele je nutno započítávat do pasivních hmot vibrující soustavy. Mimoto dimenzování hřídele má vždy konečné hodnoty a i při extrémních dimenzionálních hodnotách dochází vždy k průhybu rotujícího hřídele s nevývažky.

Pro snížení průhybů hřídelů s nevývažky se dále používá situování výsledných odstředivých sil, vznikajících při rotaci nevývažků co možná nejblíže k ložiskům pro uložení hřídelů ve skříni vibrátorů. Za tím účelem jsou realizovány nevývažky co možno krátké ve směru hlavních podélných os hřídelů s maximálně možným poloměrem excentrické části, uspořádané co nejblíže k ložiskům.

Nevýhodou tohoto provední je nárůst rozměrů vibrátoru v bočním pohledu, kolmém k hlavní podélné ose hřídele. Zejména však je toto dimenzování nevývažků omezeno technicky použitelnými rozměry, takže i zde dochází k průhybu rotujících hřídelů s nevývažky.

Dále je známo omezení průhybu hřídele s nevývažky na principu různoběžného uspořádání os čepů na koncích hřídele, vytvořených pro uložení hřídel v ložiskách, vůči hlavní podélné ose hřídele. Toto vyosení se při výrobě hřídele provádí v takovém smyslu a velikosti, aby při jmenovitých pracovních otáčkách došlo k průhybu hřídele, při němž osy čepů na konci hřídele, vytvořené pro uložení hřídele v ložiskách, jsou v přímce, nebo se od ní nepatrně liší.

Nevýhodami tohoto provedení je výrobní složitost, dále technická neexaktnost vzhledem k variabilním provozním; otáčkám hřídelů s nevývažky, kdy se změnou provozních otáček se v kvadratické závislosti mění výsledná odstředivá síla a konečně stavy při rozběhu a doběhu vibračního zařízení, kdy průhyb rotujícího hřídele s nevývažky rezultující ze stoupajících nebo klesajících otáček, je rovněž proměnlivý, a proto neodpovídá stavu za provozních otáček. Za této situace proto dochází k naklápění čepů na konci hřídele, vytvořených pro uložení hřídele v ložiskách se všemi již popsanými negativními důsledky. Ze stejných důvodů není možno doporučovat toto provedení pro vibrační zařízení s proměnlivými provozními otáčkami.

Uvedené nevýhody dosud známých vibrátorů s rotujícími nevývažky se odstraní vibrátorem s rotujícími nevývažky, sestavujícím z jednoho nebo více hřídelů s nevývažky, otočně uložených svými konci nebo v jejich blízkosti v ložiskách ve skříni vibrátoru, kde nevývažky jsou na hřídelích situovány v prostoru mezi ložisky, a to u každého z ložisek vždy z vnitřní strany, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi krajovými nevývažky je na hřídeli po jeho délce upraven protivývažek, přičemž v bočním pohledu je jeho excentrická část v protilehlé polovině oproti excentrickým částem krajových nevývažků.

Výhodou vibrátoru podle vynálezu je to, že vzhledem k situování protivývažku na hřídeli mezi oběma nevývažky a k situování nevývažků v co. možno největší blízkosti ložisek je možno zajistit zásadní redukci vychýlení os čepů na koncích hřídelů s nevývažky.

Ložiska jsou proto namáhána pouze sekundárními silami, rezultujícími z naklápění a vybočování nosných klecí a drah valivých tělísek. Toto vychýlení je konstantní v celém provozním režimu kmitočtu vibrátoru. Je proto možno použít široce variabilní rozsah pracovních otáček. Stejně tak bezproblémový je rozběh a doběh vibrátoru a je podstatně sníženo namáhání hřídele. Navíc je hřídel zpevněn protivývažkem.

Vibrátor s rotujícími nevývažky podle vynálezu je jako příklad schematicky znázorněn na přiloženém výkresu.

Podle příkladného provedení sestává vibrátor podle vynálezu ze skříně 1 vibrátoru, ve kterém je v ložiskách 2 uložen hřídel 3 vibrátoru, který je opatřen dvěma krajovými nevývažky 4, situovanými v blízkosti lo223046

S

Žisek 2 a protivývažkem 5, upraveným na hřídeli 3 vibrátoru po jeho délce mezi oběma krajovými nevývažky 4 tak, že v bočním pohledu je jeho excentrická část v protilehlé polovině vůči excentrickým částem krajových nevývažků 4.

Velikost protivývažku lze stanovit ze vztahu nebo ze vztahu

4Po (d² —db) ^F2 ~ 12 L_ 4dž _ 4db kde

Po = 2Pi — P2

Pi = odstředivá síla vyvozená jedním nevývažkem

Po — požadovaná celková odstředivá síla P2 — odstředivá síla, vyvozená protivývažkem

A ₌

X X³ x = 1 . d — délka hřídele s nevyváženými hmotami mezi oběma ložisky d — vzdálenost působiště odstředivé síly Pi od ložiska b = vzájemná vzdálenost mezi dvěma odstředivými silami Pi.

Tyto vztahy platí z předpokladu stejného momentu setrvačnosti hřídele 3 vibrátoru po celé jeho délce 1 a za předpokladu, že působením odstředivých sil Pi a Pž je uvažováno na radiálních osách krajových nevývažků 4 a protivývažků 5 k axiální ose hřídele 3 vibrátoru.

Stanovením velikosti protivývažku ze vztahu

4Po(d² — db] ² — l² — 4d² - 4db se navíc dosáhne odstranění periodického naklápění konců hřídele 3 a tím periodického naklápění vnitřních kroužků ložisek 2, čímž i sekundárního zatížení ložisek 2.

Claims (1)

1. Vibrátor s rotujícími nevývažky, sestávající z jednoho nebo více hřídelů s nevývažky, otočně uložených v ložiskách skříně vibrátoru, kde nevývažky jsou na hřídelích situovány v prostoru mezi ložisky, a to u každého z ložisek z jeho vnitřní strany, vyVYNÁLEZU značené tím, že mezi krajovými nevývažky (4j je na hřídeli (3) po jeho délce upraven protivývažek (5), přičemž v bočním pohledu je jeho excentrická část v protilehlé polovině oproti excentrickým částem krajových nevývažků (4).