RU182376U1 - Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к вибрационной технике и может быть использована в различных отраслях хозяйственной деятельности.

Задачами полезной модели являются: упрощение конструкции, увеличение амплитуды и снижение частоты колебаний, уменьшение расхода электроэнергии.

Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом, содержащий электромагнит, жестко прикрепленный к статорной части вибратора, якорь электромагнита, рабочий орган и упругую систему, состоящую из винтовых пружин, причем якорь задней частью упирается в винтовую пружину. Вибратор снабжен неподвижной рамой, которая образует с рабочим органом и винтовыми пружинами упругую систему, якорь электромагнита упирается передней частью непосредственно в рабочий орган, а статор электромагнита жестко закреплен на неподвижной раме, на которой закреплены два сенсорных индукционных датчика, включаемых «флажком», который жестко закреплен на рабочем органе, причем нижний датчик включает электромагнит во время движения рабочего органа вверх, а верхний датчик выключает электромагнит в конце выбора якорем рабочего зазора, когда рабочий орган находится вблизи верхнего положения.

Description

Полезная модель относится к вибрационной технике и может быть использована в различных отраслях хозяйственной деятельности.

Известен «Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом»: пат. 2356640 РФ, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита, статора, составного якоря, двух пружин, шпилек, плиты якорной части, которая жестко соединяется с корпусом ВТМ. Максимальная величина силы, действующей на корпус ВТМ, равна силе упругого сжатия пружины, а резонансная частота определяется соотношением жесткостей пружин и величиной массы якорной части.

Известен «Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом»: пат. 2356646 РФ, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита, статора, составного якоря, двух пружин, шпилек, плиты якорной части, которая жестко соединяется с корпусом ВТМ. Максимальная величина силы, действующей на корпус ВТМ, равна силе упругого сжатия пружины, а резонансная частота определяется величиной массы якорной части и соотношением жесткостей пружин.

В качестве прототипа выбран «Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом» пат. РФ 2356647, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита, статора, составного якоря, двух пружин, шпилек, плиты якорной части, которая жестко соединяется с корпусом ВТМ. Максимальная величина силы, действующей на корпус ВТМ, равна силе упругого сжатия пружины, а резонансная частота определяется величиной массы якорной части и соотношением жесткостей пружин. Причем якорь электромагнита выполнен в виде удлиненного стержня и предварительно введен в электромагнит на некоторую величину, которая определяется экспериментально. Данный вибровозбудитель может развивать большую возмущающую силу, чем предыдущие за счет введения части якоря в обмотку и уменьшение потока рассеивания.

Основным недостатком прототипа, как и рассмотренных выше аналогов, является малая амплитуда колебаний рабочего органа, потери энергии в нерабочих зазорах магнитной системы, а также кратность частоты вынуждающей силы частоте тока. У однотактного реактивного вибратора частота колебаний в два раза превышает частоту промышленной электросети. Такие достаточно большие частоты, колебаний вызывают существенные потери на трение в опорах и не позволяют получить относительно низкочастотные 3…10 Гц колебания, которые необходимы при грохочении дробленой горной массы крупностью -0,5 мм. Малая амплитуда колебаний является также причиной относительно низкого КПД вибратора. Кроме того, у этих вибраторов затруднена настройка на резонансный режим, так как резонансная частота зависит от коэффициентов жесткости пружин (которые практически невозможно сделать одинаковыми) и массы якоря. Следует отметить, что электромагнит при работе вибратора включен постоянно, что вызывает относительно большой расход энергии.

Задачами полезной модели являются: упрощение конструкции, увеличение амплитуды и снижение частоты колебаний, уменьшение расхода электроэнергии.

Технический результат - увеличение амплитуды относительных колебаний якорной и статорной частей, упрощение конструкции устройства, получение низкочастотных (меньше 10 Гц) колебаний, снижение расхода электроэнергии.

Решение задачи достигается тем, что вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит, жестко прикрепленный к статорной части вибратора, якорь электромагнита, упирающийся передней частью в рабочий орган, а задней частью в винтовую пружину, которая прижимает его к рабочему органу, винтовая пружина опирается на статор, жестко соединенный с рамой, рама и рабочий орган соединены между собой упругой системой, состоящей из винтовых пружин, сжатых силой веса рабочего органа, направляющих шпилек, проходящих внутри винтовых пружин, которые позволяют рабочему органу колебаться вдоль осей пружин с частотой зависящей от массы рабочего органа и суммарной жесткости винтовых пружин и амплитудой, зависящей от рабочего зазора между торцом якоря и статором электромагнита, питание электромагнита включается при помощи первого сенсорного датчика и производится постоянным током только тогда, когда рабочий орган находится в 5…10 мм от положения статического равновесия при движении верх и выключается при помощи второго сенсорного датчика в конце выбора рабочего зазора.

Применение предложенной совокупности существенных признаков Дозволяет получить новые технические результаты: упростить конструкцию за счет размещения статорной части вибратора на неподвижной раме, что упрощает подвод электроэнергии электромагниту; увеличить амплитуду колебаний, так как питание электромагнита осуществляется постоянным по величине и направлению током, причем магнитодвижущая сила возрастает в третьей степени с уменьшением рабочего зазора, что разгоняет рабочий Орган и после выключения питания в конце выбора зазора он продолжает движение по инерции (см. фиг. 1); получить практически любую меньше 10 Гц резонансную частоту и поддерживать ее за счет включения первым сенсорным датчиком электромагнита в только тогда, когда рабочий орган находится в 5…10 мм от положения статического равновесия при движении Верх и выключается при помощи второго сенсорного датчика в конце выбора рабочего зазора; уменьшить расход электроэнергии за счет того, что время работы электромагнит за один цикл колебаний не более половины периода.

Анализ уровня техники в области машиностроения и вибрационной Техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков является новой, явным образом не следует из уровня техники и, таким образом, предлагаемая полезная модель является новой и имеет соответствущий изобретательский уровень.

Сущность полезной модели поясняется чертежом (см. Фиг. 2), на котором показано устройство вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит 1, жестко прикрепленный к статорной части 2 вибратора, якорь электромагнита 3, упирающийся передней частью в рабочий орган 4, а задней частью в винтовую пружину 5, которая прижимает его к рабочему органу 4, винтовая пружина 5 опирается на статор 2, жестко соединенный болтами 7 с рамой 6. Рама 6 и рабочий орган 4 соединены между собой упругой системой, состоящей из винтовых пружин 8, сжатых силой веса рабочего органа 4, направляющих шпилек 9, проходящих внутри винтовых пружин 8, которые позволяют рабочему органу 4 колебаться вдоль осей пружин 8 с частотой зависящей от массы рабочего органа 4 и суммарной жесткости винтовых пружин 8 и амплитудой, зависящей от рабочего зазора Δ_р между торцом якоря 3 и статором электромагнита 2. На рабочем органе 4 жестко закреплен «флажок» 10 из ферромагнитного материала, например ст. 3…ст. 5.

На стойке 11 сверху и снизу от флажка на расстоянии Δ_р-2 мм установлены сенсорные индуктивные (С1 и С2) датчики 12 и 13. Питание электромагнита 1 производится от источника постоянного тока 14, который включается при помощи первого сенсорного датчика 12 и выключается при помощи второго сенсорного датчика 13 в конце выбора рабочего зазора Δ_р-2. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом работает следующим образом. Пуск вибратора производится оператором путем включения первого сенсорного датчика 12, или автоматически при подаче переменного напряжения на источник постоянного тока 14. Ток в электромагните 1 увеличивается от нуля до максимума и возникает постоянное магнитное поле, которое втягивает якорь 3 в статор 2. Якорь 3 упирается в рабочий орган 4 и перемещает его вверх. Рабочий зазор Δ_р начинает уменьшаться, магнитодвижущая сила возрастает пропорционально третьей степени величине рабочего зазора (см. Фиг. 1) и рабочий орган 4 начинает разгоняться. В конце выбора рабочего зазора «флажок» 10 подходит к верхнему сенсорному датчику 13, который подает сигнал источнику постоянного тока 14 и выключает его. При этом ток в электромагните 1 уменьшается до нуля. На фиг. 3 приведены осциллограммы перемещения рабочего органа (ряд 1) и тока в обмотке статора электромагнитного резонансного вибратора (ряд 2). Некоторое время рабочий орган 4 движется вверх за счет сил инерции, уменьшая силу сжатия винтовых пружин 8. Затем под действием сил тяжести рабочий орган 4 останавливается и начинает двигаться вниз, сжимая при этом винтовые пружины 8 и 5. Как только «флажок» 10 вместе с рабочим органом 4 при обратном ходе - ходе вверх дойдет до сенсорного датчика 12, то произойдет включение источника постоянного тока 14 и цикл колебаний повторится.

В данном вибраторе резонансного действия с электромагнитным приводом решены задачи полезной модели: упрощена конструкция, увеличена амплитуда и снижена частота колебаний, уменьшен расход электроэнергии. Первая задача решена за счет того, что электромагнит расположен в статорной части, которая жестко соединена с неподвижной рамой. Вторая задача решена за счет того, что электромагнит постоянного тока имеет повышенный рабочий зазор, а частота колебаний определяется массой рабочего органа (которая значительно больше, чем масса якоря) и жесткостью пружин. Третья задача решена за счет того, что за один цикл колебаний электромагнит включен не более половины периода собственных колебаний.

Работоспособность вибратора резонансного действия подтверждена его эксплуатацией на опытно-промышленном резонансном вибропитателе-грохоте с параметрами, соответствующими параметрам промышленных грохотов ГВЛ-750 (см. Фиг. 4). В данном грохоте вибратор 15 расположен под коробом - рабочим органом 16, а его статор закреплен на неподвижной раме 17. Соединение рабочего органа 16 с рамой 17 осуществлено плоскими пружинами - 18 - упругими опорами (рессорами), работающими на изгиб. Следовательно, предложенное изобретение промышленно применимо.

Claims (1)

1. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом, содержащий электромагнит, жестко прикрепленный к статорной части вибратора, якорь электромагнита, рабочий орган и упругую систему, состоящую из винтовых пружин, направляющих шпилек, проходящих внутри винтовых пружин, причем якорь задней частью упирается в винтовую пружину, отличающийся тем, что вибратор снабжен неподвижной рамой, которая образует с рабочим органом и винтовыми пружинами упругую систему, якорь электромагнита упирается передней частью непосредственно в рабочий орган, а статор электромагнита жестко закреплен на неподвижной раме, на которой закреплены два сенсорных индукционных датчика, включаемых «флажком», который жестко закреплен на рабочем органе, причем нижний датчик включает электромагнит во время движения рабочего органа вверх, а верхний датчик выключает электромагнит в конце выбора якорем рабочего зазора, когда рабочий орган находится вблизи верхнего положения.

Images