PL249625B1 - Zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących - Google Patents

Abstract

Zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących składa się ze stojana (1) i tarczy napędowej (2) zamocowanej na wale ślimaka urządzenia do wyważania elementów wirujących. Oś tarczy napędowej (2) jest usytuowana prostopadle do osi stojana (1) i jest przesunięta względem płaszczyzny środkowej stojana (1). Tarcza napędowa (2) składa się z jednolitego korpusu (4) wykonanego z materiału o wysokim współczynniku przenikalności magnetycznej i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki (5) z miedzi. Celem rozwiązania jest opracowanie takiej konstrukcji zespołu napędowego urządzenia do wyważania elementów wirujących, która pozwoli na zwiększenie momentu obrotowego tarczy napędowej do 1500 obr./min, to jest zwiększenie siły odśrodkowej, istotnej do wyważania danego elementu wirującego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących, do stosowania w branży maszynowej, zwłaszcza w procesach produkcji i napraw wałów napędowych.

Znana jest przekładnia magnetyczna z polskiego opisu patentowego PL 240064 B1, wyposażona w zespół wału wejściowego, który zawiera wirnik w postaci walcowego bębna osadzonego obrotowo w korpusie na wale silnika napędowego. Bęben jest otwarty od strony przeciwnej do silnika i wewnątrz niego, w pobliżu krawędzi strony otwartej są umieszczone na całym jego obwodzie trwałe magnesy naprzemiennie spolaryzowane, o kierunku namagnesowania ustawionym promieniowo do osi wału. Zespół wału wyjściowego przekładni zawiera korpus, w którym jest osadzony obrotowo wał. Na jednym końcu wału jest osadzona nieruchomo tarcza wykonana z aluminium. Drugi koniec wału jest połączony z urządzeniem odbierającym napęd. Oś obrotu wału jest prostopadła do osi obrotu napędowego wału silnika i jest usytuowana poza płaszczyzną, w której są umieszczone trwałe magnesy, w odległości od tej płaszczyzny równej połowie promienia tarczy. W trakcie wykonywania ruchu obrotowego przez bęben zespołu wału wejściowego, ruch względny magnesów umieszczonych na obwodzie bębna względem tarczy osadzonej ma wale odsuniętym od płaszczyzny, w której są umieszczone magnesy indukuje w tarczy prądy wirowe, które z kolei oddziałując z polem magnetycznym wywołują obrót tej tarczy w kierunku zgodnym z kierunkiem przemieszczania magnesów, przenoszony za pomocą wału na urządzenie odbierające napęd.

Znane jest urządzenie do wyważania członu obrotowego z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US5676025A, które może być stosowane do kompensacji niewyważenia na elementach obrotowych, które muszą być wyważone, w szczególności podczas pracy i przy dużej prędkości obrotowej, takich jak na przykład wrzeciona obrabiarek, które podtrzymują niewyważone przedmioty obrabiane lub wirniki maszyn przepływowych, takich jak pompy lub wentylatory, do których brud i tym podobne zanieczyszczenia mogą przywierać, powodując ich nierównowagę. Urządzenie ma pierwszy i drugi pierścieniowy obciążnik wyważający w postaci wewnętrznego pierścienia bezwładnościowego lub pierścienia wyważającego oraz zewnętrznego pierścienia bezwładnościowego lub pierścienia wyważającego. Oba pierścienie wyważające są umieszczone koncentrycznie względem osi obrotu, w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu. Dwa pierścienie wyważające mają wiele otworów odpowiednio, które biegną równolegle do osi obrotu członu obrotowego i są rozmieszczone wokół obrzeży odpowiednich pierścieni. Mechanizmy przemieszczania pierścieni wyważających pierwszy i drugi są rozmieszczone symetrycznie względem siebie we wgłębieniu głównej części korpusu, w położeniach, które są przeciwne względem osi obrotu członu obrotowego. Ponieważ oba mechanizmy przemieszczania mają prawie identyczną konstrukcję, ich opis przedstawiono poniżej w odniesieniu do jednego mechanizmu przemieszczania, który napędza i przemieszcza zewnętrzny pierścień wyważający. Mechanizm przemieszczania pierścieni wyważających zawiera elektryczny silnik sterujący, którego wał silnika, który w ten sposób wyznacza oś obrotu silnika, jest zorientowany promieniowo względem osi obrotu członu obrotowego. W zestawie znajduje się również zębnik, który jest zamocowany na wale silnika, koło zębate, które jest napędzane przez zębnik i które jest współosiowo połączone z napędzającą przekładnią ślimakową przekładni ślimakowej oraz napędzane koło zębate przekładnia ślimakowa. Przekładnia ślimakowa stanowi przekładnię obniżającą. Elementy mechanizmu przemieszczania są zamontowane na obudowie podtrzymującej, która jest przymocowana do pierścieniowej płyty.

Znane jest urządzenie do wyważania dynamicznego zespołów wirujących z chińskiego zgłoszenia wynalazku CN108956015A, który zawiera podstawę, pierwszą płytę równoważącą i drugą płytę równoważącą, elektromagnes typu Sucker urządzenie napędowe, hamulec elektromagnesowy typu pushpull i urządzenie blokujące. Zarówno pierwsza płyta równoważąca, jak i druga płyta równoważąca mają niewyważenie, a pierwsza płyta równoważąca i druga płyta równoważąca mogą niezależnie obracać się względem podstawy.

Znane jest urządzenie do dynamicznego wyważania wirujących elementów podczas eksploatacji maszyny z polskiego opisu patentowego PL 206 661 B1 posiadające dwie tarcze z mimośrodowymi masami korekcyjnymi, łożyskowane na wale elementu wyważanego oraz w którym każda z tarcz połączona jest przez przekładnię samohamowną z wirnikiem silnika obracającego się wraz z wałem a napędzanego przez zespół zasilający z układu sterowania, znamienne tym, że każdy z silników kątowo wychylających masy korekcyjne jest krokowym silnikiem elektrycznym sterowanym z zespołu zasilającego zawierającego transformatory pierścieniowe, z których każdy uzwojeniem wtórnym osadzony jest na wale elementu wyważanego a uzwojeniem pierwotnym zamocowany nieruchomo i połączony z układem regulacji, przy czym liczba transformatorów pierścieniowych odpowiada liczbie faz krokowego silnika elektrycznego.

Celem rozwiązania według wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji zespołu napędowego urządzenia do wyważania elementów wirujących, która pozwoli na zwiększenie momentu obrotowego tarczy napędowej do 1500 obr/min., a tym samym zwiększenie siły odśrodkowej działającej na wyważany element wirujący.

Istota zespołu napędowego urządzenia do wyważania elementów wirujących zawierającego tarczę napędową z materiału ferromagnetycznego, której obrót następuje na skutek oddziaływania prądów wirowych na pole magnetyczne, polega na tym, że zespół stanowi stojan do generowania pola elektromagnetycznego, wewnątrz którego umieszczona jest obrotowo tarcza napędowa urządzenia do wyważania elementów wirujących. Oś tarczy napędowej jest usytuowana prostopadle do osi stajana i jest przesunięta względem płaszczyzny środkowej stojana. Powierzchnia górna tarczy napędowej jest oddalona od wewnętrznej powierzchni stojana o szczelinę powietrzną. Tarcza napędowa składa się z jednolitego korpusu i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki. Górna powierzchnia tarczy napędowej jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana pomniejszonej o szczelinę powietrzną.

Korzystnym jest, gdy korpus tarczy napędowej jest wykonany z materiału o wysokim współczynniku względnej przenikalności magnetycznej.

Korzystnym jest, gdy szprychowa nakładka jest wykonana z miedzi.

Według alternatywy rozwiązania według wynalazku zespół stanowią dwa współosiowe stojany do generowania pola elektromagnetycznego, wewnątrz których umieszczona jest tarcza napędowa urządzenia do wyważania elementów wirujących. Oś tarczy napędowej jest usytuowana prostopadle do osi stojanów i jest przesunięta względem płaszczyzn środkowych stojanów, a powierzchnia górna tarczy napędowej jest oddalona od wewnętrznych powierzchni stojanów o szczelinę powietrzną. Tarcza napędowa składa się z jednolitego korpusu i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki. Górna powierzchnia tarczy napędowej jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana pomniejszonej o szczelinę powietrzną.

Korzystnym jest, gdy korpus tarczy napędowej jest wykonany z materiału o wysokim współczynniku względnej przenikalności magnetycznej.

Korzystnym jest, gdy szprychowa nakładka jest wykonana z miedzi.

Główną zaletą zespołu napędowego urządzenia do wyważania elementów wirujących według wynalazku złożonego ze stojana i tarczy napędowej o dwuwarstwowej budowie jest możliwość zwiększenia momentu obrotowego tarczy napędowej do 1500 obr/min.. Korpus tarczy napędowej powoduje przyciąganie większej części strumienia magnetycznego do tarczy napędowej, a szprychowa nakładka poprzez szprychy zamyka obwód magnetyczny co pozwala zmienić pole magnetyczne na moment napędowy tarczy napędowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących w widoku z przodu, fig. 2 - szczegół zespołu w widoku z przodu, fig. 3 - zespół w widoku z boku z jednym stojanem, fig. 4 - zespół w widoku z boku z dwoma stojanami, fig. 5 - tarczę zespołu w widoku aksonometrycznym, a fig. 6 - tarczę zespołu w przekroju poprzecznym.

Zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących przedstawiony na fig. 3 składa się ze stojana 1 do generowania pola elektromagnetycznego, wewnątrz którego umieszczona jest tarcza napędowa 2 zamocowana na wale ślimaka urządzenia do wyważania elementów wirujących (nie pokazanego na rysunku). Oś tarczy napędowej 2 jest usytuowana prostopadle do osi stojana 1 i jest przesunięta względem płaszczyzny środkowej stojana 1. Powierzchnia górna tarczy napędowej 2 jest oddalona od wewnętrznej powierzchni stojana 1 o szczelinę powietrzną 3. Tarcza napędowa 2 składa się z jednolitego korpusu 4 wykonanego z materiału proszkowego Somaloy o wysokim współczynniku przenikalności magnetycznej i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki 5 wykonanej z miedzi, materiału o wysokiej konduktywności, której szprychy 6 zamykają obwód magnetyczny. Górna powierzchnia tarczy napędowej 2 jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana 1 pomniejszonemu o szczelinę powietrzną 3.

Zespół napędowy zawierający jeden stojan umożliwia obrót tarczy napędowej w jednym kierunku.

Alternatywny zespół napędowy przedstawiony na fig. 4 składa się z dwóch współosiowych stojanów, wewnątrz którego umieszczona jest tarcza napędowa 2 zamocowana na wale ślimaka urządzenia do wyważania elementów wirujących (nie pokazanego na rysunku). Oś tarczy napędowej 2 jest usytuowana prostopadle do osi stojanów 1, 1' i jest przesunięta względem płaszczyzn środkowych stojanów 1, 1'. Powierzchnia górna tarczy napędowej 2 jest oddalona od wewnętrznych powierzchni stojanów 1, 1' o szczelinę powietrzną 3. Tarcza napędowa 2 składa się z jednolitego korpusu 4 i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki 5. Górna powierzchnia tarczy napędowej 2 jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana 1 pomniejszonemu o szczelinę powietrzną 3. Tarcza napędowa 2 składa się z jednolitego korpusu 4 wykonanego z materiału proszkowego Somaloy o wysokim współczynniku przenikalności magnetycznej i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki 5 wykonanej z miedzi, materiału o wysokiej konduktywności, której szprychy 6 zamykają obwód magnetyczny. Górna powierzchnia tarczy napędowej 2 jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana 1 pomniejszonej o szczelinę powietrzną 3.

Zespół napędowy z dwoma współosiowymi stojanami umożliwia obrót tarczy napędowej w dwóch kierunkach.

Claims (6)

1. Zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących zawierający tarczę napędową z materiału ferromagnetycznego, której obrót następuje na skutek oddziaływania prądów wirowych na pole magnetyczne, znamienny tym, że zespół stanowi stojan (1) do generowania pola elektromagnetycznego, wewnątrz którego umieszczona jest obrotowo tarcza napędowa (2) urządzenia do wyważania elementów wirujących, przy czym oś tarczy napędowej (2) jest usytuowana prostopadle do osi stojana (1) i jest przesunięta względem płaszczyzny środkowej stojana (1), a powierzchnia górna tarczy napędowej (2) jest oddalona od wewnętrznej powierzchni stojana (1) o szczelinę powietrzną (3), z kolei tarcza napędowa (2) składa się z jednolitego korpusu (4) i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki (5), przy czym górna powierzchnia tarczy napędowej (2) jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana (1) pomniejszonemu o szczelinę powietrzną (3).

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (4) tarczy napędowej (2) jest wykonany z materiału o wysokim współczynniku względnej przenikalności magnetycznej.

3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że szprychowa nakładka (5) jest wykonana z miedzi.

4. Zespół napędowy urządzenia do wyważania elementów wirujących zawierający tarczę napędową z materiału ferromagnetycznego, której obrót następuje na skutek oddziaływania prądów wirowych na pole magnetyczne, znamienny tym, że zespół stanowią dwa współosiowe stojany (1, 1') do generowania pola elektromagnetycznego, wewnątrz których umieszczona jest tarcza napędowa (2) urządzenia do wyważania elementów wirujących, przy czym oś tarczy napędowej (2) jest usytuowana prostopadle do osi stojanów (1, 1') i jest przesunięta względem płaszczyzn środkowych stojanów (1, 1'), a powierzchnia górna tarczy napędowej (2) jest oddalona od wewnętrznych powierzchni stojanów (1, 1') o szczelinę powietrzną (3), z kolei tarcza napędowa (2) składa się z jednolitego korpusu (4) i zamocowanej do niego od góry szprychowej nakładki (5), przy czym górna powierzchnia tarczy napędowej (2) jest kulista, której promień R odpowiada promieniowi r wewnętrznej średnicy pierścienia stojana (1) pomniejszonemu o szczelinę powietrzną (3).

5. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (4) tarczy napędowej (2) jest wykonany z materiału o wysokim współczynniku względnej przenikalności magnetycznej.

6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że szprychowa nakładka (5) jest wykonana z miedzi.