RU1782331C - Вибрационный привод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , к электрическим виброколебательным механизмам, и может быть использовано в вибрационных стендах смесител х, дробилках и т.д. Цель состоит в расширении эксплуатационных возможностей путем увеличени  амплитуды и снижени  частоты колебаний. Устройство содержит неподвижный статор 1 с магнитными полюсами, токонесущую обмотку 2, расположенную на подвижном роторе 3, который установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощью нат нутых гибких неупругих элементов 5. Ротор 3 совершает упругие резонансные вращательно-колеба- тельные движени , преобразуемые в возвратно-поступательные . Вибровозбудитель содержит схему управлени . Ротор электрической машины св зан с упругой системой гибкими передаточными элементами и использован в качестве маховика,2 ил. fc v Ё

Description

ч|

оо о

Os) 00

Фиг,1

°-6

Изобретение относитс  к электромашиностроению , в частности к конструкци м электрических виброколебательных механизмов и может быть использовано в вибрационных стендах, смесител х, дробилках, се лках, в технологическом оборудовании дл  обработки сборки,сортировки и транспортировки узлов и деталей, ё компрессорных и насосных установках, в бытовой технике.

Известны конструкции электроприводов с электрическими двигател ми линейного и вращательного движени , работающие в колебательных режимах без механических преобразователей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению  вл етс  конструкци  вибрационного привода.

Вибрационный привод предназначен дл  поддержани  колебаний электромеханических устройств и преобразует линейные циклические деформации пьезоактивных элементов в незатухающие крутильные колебани  инерционного тела путем раст жени  упругого торсионз в момент его раскрутки.

Этот привод состоит из корпуса, инерционно уравновешенного тё/Га гр отОра, которое жестко закреплено на средней части торсионного упругого элемента, состо щего по крайней мере из двух упругих стержней и зафиксированного от поворота, но не имеющего возможность осевого перемещени . Концы торсионного элемента имеют упоры, взаимодействующие с устройством дл  возбуждени  вынужденных колебаний, состо щих из двух пьезоактивных элементов , жестко закрепленных на kupriyce и ограничивающих осевое перемещение торсионного элемента в корпусе

К недостаткам данной конструкции относ тс  малые амплитуды линейных и угловых колебаний системы, которые ограничены величиной деформаций пьезоэ- лементов и крутильной жесткостью параллельных упругих стержней торсионного элемента

Така  конструкци  не позвол ет реализовать упругий реверс с полными оборотами инерционного тела и эффективно использовать линейные смещени  на концах торсиона.

Кроме того, мощность колебаний данной системы ограничена механической прочностью кристаллов пьезоэлементов при их сжатии.

Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей и расширение функциональных возможностей за счет

применени  гибких неупругих элементов с малым сопротивлением на изгиб и кручение и большим сопротивлением (прочностью) на раст жение, использование этих элементов

в качестве накопителей полных оборотов ротора при упругом реверсивном вращении , а также в качестве преобразователей этого вращени  в возвратно-поступательные движени  по двум рабочим направлени0 им.

Дл  достижени  поставленной цели ротор установлен внутри неподвижного статора и соединен с упругой системой посредством нат нутых с двух сторон гиб5 ких неупругих элементов, работающих на скручивание с накоплением полных оборотов ротора и одновременным линейным смещением упругой системы в режиме самореверса (В устройстве автоматизирован

0 известный способ выигрыша в силе на концах жгута с помощью его накручивани  рычагом . Роль рычага выполн ют активные и инерционные силы упругого реверсивного вращени  ротора, сбалансированного и за5 крепленного с двух сторон внутри неподвижного статора на гибких неупругих элементах, нат нутых с помощью упругой системы, котора  в свою очередь совершает возвратно-поступательные движени  за

0 счет линейных сокращений этих элементов при кручении).

На фиг. 1 схематично изображена конструкци  вибропривода (без схемы управлени ); на фиг. 2 - схема предлагаемого

5 устройства.

Вибрационный привод содержит неподвижный статор 1 с магнитными полюсами , токонесущую обмотку 2, расположенную на подвижном роторе 3, ко0 торый установлен внутри статора 1 и соединен с упругой системой 4 с помощью нат нутых гибких неупругих элементов 5.

Управление токоведущей обмоткой 2 осуществл етс  в импульсном режиме че5 рез щеточно-коллекторный узел и его клеммы б с помощью схемы управлени , представл ющей собой аналоги запираемых тиристоров с управлением по аноду и по катоду, собранных на транзисторах 7,8 и

0 9, 10 соответственно. Управл ющие электроды соединены между собой и с одной из щеток через посто нно замкнутые контакты кнопок 11 и 12. Питание осуществл етс  от двупол рного источника посто нного тока

5 через тумблера 13 и 14 Резисторы 15 и 16 задают режим работы

Устройство работает в однотактном и двухтактном режимах.

В двухтактном режиме вибропривод работает следующим образом

Включаютс  оба тумблера 13 и 14. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производитс  запуск вибропривода. При этом открываютс  транзисторы 7, 8 Ротор начинает вращение в одном из направлений.

Накопление упругих оборотов сопровождаетс  противофазным смещением упругой системы. Количество оборотов ротора ограничено крутильной жесткостью системы , за счет которой осуществл етс  его торможение .

Напр жение положительной пол рности от источника питани  подаетс  на токовую обмотку через транзистор 7, на коллекторе которого в результате торможени  из-за роста тока в нагрузке падает напр жение . Достигнув значени , соответствующего току перегрузки, это напр жение закрывает транзисторы 7 и 8, отключа  обмотку 2.

Под действием упругих сил обесточенный ротор начинает раскручиватьс , создава  в устройстве генераторный режим с напр жением на щетках противоположной пол рности Это напр жение открывает транзисторы 9 и 10, подава  на токовую обмотку 2 отрицательное напр жение источника в направлении действи  упругих сил, поддержива  вращение ротора.

Раскручива сь, гибкие элементы возвращают упругую систему в исходное положение в момент максимальной скорости вращени  ротора (в момент отсутстви  скруток на гибких неупругих элементах).

Дальнейшее вращение ротора начинает закручивать гибкие элементы в другую сторону , что соответствует началу торможени  и повторному смещению упругой системы.

Повторное торможение напр жением перегрузки закрывает транзисторы 9 . Обесточенный ротор поддействием упругих сил начинает вращение в первоначальном направлении, возникает генераторный режим , напр жение которого открывает транзисторы 7 и 8, цикл повтор етс 

Таким образом, за врем  одного цикла реверсивных вращений линейные смещени  упругой системы происход т дважды.

Запуск вибропривода в двухтактном режиме возможен также кратковременным нажатием на кнопку 11, при этом открываютс  транзисторы 9, 10 и схема работает аналогично описанному

Выключение вибропривода осуществл етс  тумблерами 13 и 14.

В однотактном режиме используетс  одна из симметричных частей схемы, и устройство работает следующим образом.

Включаетс  тумблер 13. Кратковременным нажатием на кнопку 12 производитс 

запуск вибропривода. Открываютс  транзисторы 7, 8, и ротор осуществл ет вращение в одном из направлений, до наступлени  перегрузки, как было описано выше. 5При обратном вращении (второй полупериод цикла) обесточенный ротор под действием упругих сил раскручивает гибкие элементы и по инерции закручивает их в обратном направлении, осуществл   вто- 0 ричное смещение (сжатие) упругой системы. С началом упругого вращени  ротора в первоначальном направлении за счет генераторного режима открываютс  транзисторы 7 и 8. токова  обмотка 2 подключаетс  к

5 источнику питани , поддержива  упругое вращение и цикл повтор етс .

Выключение устройства производитс  тумблером 13.

За счет симметричности схемы запуск

0 вибропривода в однотактном режиме можно также осуществить включением тумблера 14 и кратковременным нажатием на кнопку 11, при этом в аналогичной работе участвуют транзисторы 9 и 10.

5При однотактных и двухтактных упругих

реверсивных вращени х осуществлен режим самоуправлени  с обратной св зью по напр жению перегрузки, которое в свою очередь определ етс  крутильной жестко0 стью системы, измен ющейс  с изменением нагрузки.

Изготовлен макет вибрационного привода на электрическом двигателе посто нного тока типа ДПМ-30-Н1-01. В качестве

5 гибких неупругих элементов применены шнуры из 12 капроновых нитей ЗК ОСТ 17- 330-84, суммарна  прочность которых превышает 100 кг, упруга  система выполнена из стальных пластинчатых пружин.

0 Схема управлени  собрана на транзисторах 7, 10 типа КТ837В; 8, 9 типа КТ829В. Вибропривод проработал в непрерывном режиме в течение 10 часов и осталс  работоспособным.

5Вибрационный привод по сравнению с

прототипом имеет следующие технические преимущества: лучшие энергетические показатели за счет увеличени  угловых и линейных амплитуд колебаний и применени 

0 более мощного электромагнитного способа вибровозбуждени ; расширение функциональных возможностей за счет применени  ротора вибровозбудител  в качестве инерционного тела, что в свою очередь позвол 5 ет использовать концы элементов кручени  в качестве выходов на нагрузку (подключени  линейной нагрузки): за счет возможности применени  устройства в качестве силового привода в различных агрегатах и механизмах, в том числе работающих на

Claims (1)

1. низких частотах (до долей Герца при увеличении длины гибких элементов) Формула изобретени  Вибрационный привод, содержащий корпус с закрепленным на нем возбудителем колебаний, соединенным с блоком управлени , радиально уравновешенный ротор в упругой подвеске, выполненной в виде аксиальных раст жек, закреплённых в опорах, размещенных по обе стороны ротора и св занных с корпусом, отличаю0

   щ и и с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем увеличени  амплитуды и снижени  частоты колебаний, возбудитель выполнен в виде статора и ротора электрической машины, аксиальные раст жки ротора выполнены в виде гибких элементов с возможностью образовани  скруток, а опоры - в виде упругих в осевом и жестких в радиальном направлении пластин, закрепленных в торцах корпуса.

   -24В

   Обил.