RU1773695C

RU1773695C - Vibrational installation

Info

Publication number: RU1773695C
Application number: SU904864843A
Authority: RU
Inventors: Илья Израилевич Блехман; Николай Павлович Ярошевич
Original assignee: Луцкий Филиал Львовского Политехнического Института
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1990-09-10
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Изобретение относитс к вибрационной технике и может быть использовано в производстве строительных материалов, в горнообогатительной , металлургической, машиностроительной , химической и других отрасл х промышленности дл размола, тонкого измельчени , а также дл поверхностной обработки различных деталей. Цель - повышение надежности и долговечности вибрационных машин с бигармоническим законом колебаний рабочего органа. Дл этого двигатель 4 каждого из боковых вибраторов 3 соединен с вибратором одним универсальным шарниром 5, причем роторы боковых двигателей установлены под углом к валам вибраторов, а угол выбран в диапазоне 45-60&deg;. 2 ил.The invention relates to vibration technology and can be used in the manufacture of building materials, in the mining, metallurgical, engineering, chemical and other industries for grinding, fine grinding, as well as for surface treatment of various parts. The goal is to increase the reliability and durability of vibration machines with the biharmonic law of vibrations of the working body. For this, the engine 4 of each of the side vibrators 3 is connected to the vibrator by one universal joint 5, the rotors of the side engines being installed at an angle to the shafts of the vibrators, and the angle is selected in the range of 45-60 °. 2 ill.

Description

фс/eifs / ei

Изобретение относитс к вибрационной обработке и может быть использовано во всех отрасл х машиностроени и приборостроени , где требуетс очистка, шлифование , полирование и упрочнение изделий, а также в производстве строительных материалов и в горнообогатительной отрасли промышленности.The invention relates to vibration processing and can be used in all branches of mechanical engineering and instrument making, where cleaning, grinding, polishing and hardening of products is required, as well as in the production of building materials and in the mining industry.

Известны вибрационные машины дл обработки деталей с упругоподвешенным рабочим органом, приводимым в колебательное движение от самосинхронизирующихс вибраторов.Vibrating machines are known for processing parts with an elastically suspended working member driven by oscillatory motion from self-synchronizing vibrators.

Однако во всех вибрационных машинах используетс только эффект простой самосинхронизации , т.е. можно обеспечить самосинхронизациювибраторов , вращающихс с одинаковыми средними угловыми скорост ми. Недостатком таких машин вл етс низка производительность обработки.However, all vibration machines use only the effect of simple self-synchronization, i.e. self-synchronization of vibrators rotating at the same average angular velocity can be ensured. A disadvantage of such machines is the low processing productivity.

Известна вибрационна машина, содержаща упругоподвешенный контейнер, приводимый в колебательные движени по бигармоническому закону от трех кинематически св занных дебалансных вибраторов (прототип). Недостатком такой машины вл етс то, что синхронизаци вибраторов осуществл етс кинематически посредством цепных передач. Кинематическа принудительна синхронизаци обладает р дом существенных недостатков. Главным из них вл етс быстрый износ и разрушение шарниров цепи, а также значительный шум, сопровождающий работу цепных передач вследствие наличи знг переменных пульсирующих вибрационных нагрузок, которые особенно значительные в случае вращени вибраторов с кратными частотами . Кроме того, указанный способ синхронизации может быть целесообразно применен только в случае небольших вибрационных машин, при незначительных рассто ни х между вибраторами.A known vibrating machine comprising an elastically suspended container driven in oscillatory motion by the biharmonic law from three kinematically coupled unbalanced vibrators (prototype). A disadvantage of such a machine is that the synchronization of the vibrators is carried out kinematically by means of chain drives. Kinematic force synchronization has a number of significant drawbacks. The main one is the rapid wear and destruction of the chain joints, as well as significant noise accompanying the operation of the chain gears due to the presence of alternating pulsating vibration loads, which are especially significant in the case of rotation of vibrators with multiple frequencies. In addition, this synchronization method can be expediently applied only in the case of small vibrating machines, with insignificant distances between the vibrators.

Цель изобретени - повышение надежности и долговечности вибрационной машины путем самосинхронизации вибраторов.The purpose of the invention is to increase the reliability and durability of a vibrating machine by self-synchronizing the vibrators.

Поставленна цель,достигаетс тем, что в вибрационной машине, содержащей упругоподвешенный рабочий орган, установлен- ный с возможностью совершени бигармонических колебаний от трех дебалансных вибраторов - двух боковых и одного центрального с приводом, имеющим двойную частоту, двигатель каждого из боковых вибраторов соединен с вибратором одним универсальным шарниром, причем роторы двигателей боковых вибраторов установлены под углом к валам вибраторов, а угол выбран в диапазоне 45-60°.The goal is achieved in that in a vibration machine containing an elastically suspended working body installed with the possibility of biharmonic vibrations from three unbalanced vibrators - two side and one central with a drive having a double frequency, the engine of each of the side vibrators is connected to one vibrator universal joint, and the rotors of the side vibrator engines are mounted at an angle to the shafts of the vibrators, and the angle is selected in the range of 45-60 °.

На фиг. 1 схематично изображена установка дл вибрационной обработки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.In FIG. 1 schematically illustrates an apparatus for vibratory processing; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Вибрационна машина содержит рабочий орган 1, который при помощи упругих элементов 2 установлен на неподвижном основании. Дебалансные вибраторы 3 привод тс во вращение одинаковыми асинхронными электродвигател ми 4 с помощьюThe vibrating machine comprises a working member 1, which, with the help of elastic elements 2, is mounted on a fixed base. Unbalanced vibrators 3 are driven by the same asynchronous electric motors 4 using

0 механизма универсального шарнира 5 (шарнира неравных угловых скоростей).0 mechanism of universal joint 5 (joint of unequal angular velocities).

Дебалансный вибратор 6 приводитс во вращение через эластичную муфту 7 асинхронным электродвигателем 8, имеющим в 2The unbalanced vibrator 6 is driven into rotation through an elastic coupling 7 by an asynchronous electric motor 8 having 2

5 раза большее число оборотов, чем электродвигатель 4.5 times more speed than electric motor 4.

Вибрационна машина работает следующим образом.Vibration machine operates as follows.

При включении электродвигателей 4 и 8When turning on the electric motors 4 and 8

0 вибраторы 3 и 6 привод тс во вращательное движение. Враща сь, вибраторы 3 и 6 генерируют вращающиес центробежные силы, в результате чего рабочий орган 1 совершает бигармонические колебани и про5 исходит обработка. Так как предложенна динамическа схема установки обеспечивает выполнение услови самосинхронизации , рабочий орган 1 совершает устойчивые бигармонические колебани .0, the vibrators 3 and 6 are rotationally driven. Rotating, vibrators 3 and 6 generate rotating centrifugal forces, as a result of which the working body 1 performs biharmonic oscillations and processing takes place. Since the proposed dynamic setup scheme ensures the fulfillment of the self-synchronization condition, the working body 1 performs stable biharmonic oscillations.

0 Известно, что вибрационные машины с бигармоническим характером колебаний рабочего органа позвол ют значительно интенсифицировать процесс обработки. Тем не менее такие машины не получили рас5 пространени в промышленности. Основной причиной этого вл етс отсутствие надежных высокопроизводительных конструкций машин и прежде всего наличие в приводе кинематических передач, обладаю0 щих отмеченными недостатками. Явление самосинхронизации механических вибраторов , обеспечивающее при выполнении определенных условий автоматическую согласованность вращени роторов вибра5 торов за счет колебаний тел, на которых установлены вибраторы, позвол ет устран ть указанные недостатки.0 It is known that vibration machines with the biharmonic nature of vibrations of the working body can significantly intensify the processing process. However, such machines are not widely used in industry. The main reason for this is the lack of reliable high-performance machine designs and, above all, the presence of kinematic gears in the drive, which have noted drawbacks. The phenomenon of self-synchronization of mechanical vibrators, which, under certain conditions, provides automatic coordination of the rotation of the rotors of the vibrators due to the vibrations of the bodies on which the vibrators are mounted, eliminates these disadvantages.

Известно, что усилить тенденцию вибраторов к самосинхронизации возможно,It is known that it is possible to strengthen the tendency of vibrators to self-synchronize,

0 если к вибраторам кроме моментов, завис щих от частоты вращени , прикладываютс еще и моменты, завис щие от угла поворота , измен ющие внутри периода степень неравномерности вращени вибраторов.0 if, in addition to the moments depending on the rotation frequency, moments depending on the rotation angle are applied to the vibrators, which change the degree of non-uniformity of the rotation of the vibrators within the period.

5 Эффективным способом усилени тенденции вибраторов к кратной самосинхронизации вл етс соединение электродвигателей, вращающихс с основной частотой, с вибраторами с помощью универсальных шарниров - шарниров неравных угловых скоростей. Устанавлива роторы двигателей под соответствующим углом / по отношению к вибраторам, возможно достичь необходимой неравномерности вращени вибраторов. В результате этого модуль вибрационного момента (момента , ответственного за самосинхронизацию ) может быть увеличен, что и приводит к желаемому эффекту.5 An effective way of enhancing the tendency of vibrators to self-synchronize multiple times is to connect electric motors rotating at a fundamental frequency with vibrators using universal joints - joints of unequal angular velocities. By installing the rotors of the motors at an appropriate angle / with respect to the vibrators, it is possible to achieve the necessary uneven rotation of the vibrators. As a result of this, the vibrational moment module (the moment responsible for self-synchronization) can be increased, which leads to the desired effect.

Математическим отражением этого факта вл етс то, что в уравнени х движени вибраторов по вл ютс дополнительные составл ющие вибрационных моментов (наличием последних объ сн етс самосинхронизаци вибраторов).A mathematical reflection of this fact is that in the equations of motion of the vibrators additional components of the vibration moments appear (the presence of the latter explains the self-synchronization of the vibrators).

В результате рассмотрени задачи о самосинхронизации трех дебалансных вибраторов , установленных на м гко виброизолированном, плоско колеблющемс твердом теле, методом пр мого разделени движений с привлечением высших приближений установлено, что в дифференциальных уравнени х медленных процессов установлени синхронных движений вибраторов по вл етс еще один вибрационный моментAs a result of the consideration of the problem of self-synchronization of three unbalanced vibrators mounted on a softly vibration-proof, plane-oscillating solid, by the method of direct separation of movements with the use of higher approximations, it was established that another vibrational moment appears in the differential equations of slow processes of establishing synchronous movements of vibrators

.- - ly. y 1 - 0который при / 45° в несколько раз больше основного вибрационного момента.- - ly. y 1 - 0 which at / 45 ° is several times larger than the main vibration moment

w (си, Oi)w (si, oi)

2m Ј m2E2g2m Ј m2E2g

М IM I

cos(aa - 20:1),cos (aa - 20: 1),

где W (ai, аг), W (ai, ai) - соответственно основной вибрационный момент и вибрационный момент, обусловленный наличием универсального шарнира; а, с& посто нные, начальные фазы вращени вибраторов; гтн, ei, Ij - соответственно масса , эксцентриситет и момент инерции 1-го вибратора; (У- частота синхронного вращени вибраторов; g - ускорение силы т жести; М - масса колеблющихс частей вибрационной машины; угол между ротором электродвигател и вибратором.where W (ai, ar), W (ai, ai) - respectively, the main vibrational moment and vibrational moment due to the presence of a universal joint; a, c & constant, initial phases of rotation of the vibrators; GTN, ei, Ij - respectively, mass, eccentricity and moment of inertia of the 1st vibrator; (V is the synchronous rotation frequency of the vibrators; g is the acceleration of gravity; M is the mass of the vibrating parts of the vibrating machine; the angle between the rotor of the electric motor and the vibrator.

При установке углов / меньше 45° эффект от применени универсального шарнира быстро уменьшаетс . Так, дл By setting angles / less than 45 °, the effect of using the universal joint quickly decreases. So, for

вибрационной машины с параметрами кг, m кгм при а) 314 и имеем W «W. В то врем как при /845-60° данный вибрационный момент больше основного в 2,5-5 раз. При большихvibration machine with parameters kg, m kgm at a) 314 and we have W «W. While at / 845-60 ° this vibrational moment is 2.5-5 times larger than the main one. At large

углах / универсальный шарнир работает плохо или не работает вообще. Поэтому устанавливать угол / больше 60° нецелесообразно .corners / universal joint does not work well or does not work at all. Therefore, setting an angle / greater than 60 ° is impractical.

Данное техническое решение позволило получить устойчивые бигармонические колебани рабочего органа вибрационной машины с помощью влени самосинхронизации , что позволило устранить основные недостатки вибрационных машин с бигармоническим законом колебаний рабочего органа, и тем самым обеспечить практическое использование таких вибрационных машин. Применение вибрационных машин с бигармоническим характером колебанийThis technical solution made it possible to obtain stable biharmonic vibrations of the working body of the vibrating machine using the self-synchronization phenomenon, which eliminated the main disadvantages of vibration machines with the biharmonic law of vibrations of the working body, and thereby ensure the practical use of such vibration machines. The use of vibratory machines with the biharmonic nature of vibrations

позволит повысить производительность вибрационной обработки в 2,0-2,5 раза.will increase the productivity of vibration processing in 2.0-2.5 times.

Кроме того, данное техническое решение расшир ет возможности вибрационной техники, так как позвол ет создавать большие вибрационные машины с бигармониче- скими колебани ми рабочего органа при значительном рассто нии между вибраторами , а также позвол ет снизить шум, сопровождающий работу машин.In addition, this technical solution expands the possibilities of vibration technology, as it allows the creation of large vibration machines with biharmonic vibrations of the working body with a significant distance between the vibrators, and also reduces the noise accompanying the operation of the machines.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A vibrating treatment apparatus comprising an resiliently mounted container with two side unbalanced

vibration exciters associated with the drives, and one central associated with a separate drive, characterized in that. that, in order to increase reliability and durability, each lateral vibrososis

an alarm clock is connected to the drive via the introduced universal joint, and the drive rotor is mounted at an angle of 45-60 ° to the vibration exciter shaft.

FIG. 2