RU2030928C1

RU2030928C1 - Planetary vibration exciter

Info

Publication number: RU2030928C1
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Ермилов; Малхази Гурамович Кипиани
Original assignee: Александр Борисович Ермилов; Малхази Гурамович Кипиани
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: planetary vibration exciter. SUBSTANCE: vibration exciter has race 1 and inertia traveler 2 connected with carrier 5, which is positioned with eccentricity about race center. Slide 8 is mounted in guides 7 extending along longer axis of ellipse-shaped race. Slide 8 has central sprocket 10 fixed on axle. Sprocket 10 is connected through endless chain 11 with sprocket 12, which is rigidly connected with traveller 2. Slide axle is connected with carrier 5 through pivotally mounted connecting rod 14. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 5 dwg

Description

Изобретение относится к планетарным вибровозбудителям. The invention relates to planetary vibration exciters.

Известна конструкция планетарного вибровозбудителя, содержащего круглую беговую дорожку с установленным на ней инерционным бегунком, связанным с водилом, которое закреплено на приводном валу с эксцентриситетом относительно центра кривизны беговой дорожки [1]. При вращении водила на бегунок действуют центробежная и кориолисова силы, результирующая которых передается непосредственно на беговую дорожку. A known design of a planetary vibration exciter containing a circular treadmill with an inertial slider mounted on it connected to a carrier, which is mounted on a drive shaft with an eccentricity relative to the center of curvature of the treadmill [1]. When the carrier rotates, the centrifugal and Coriolis forces act on the runner, the result of which is transmitted directly to the treadmill.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что возникающая вследствие переменного радиуса траектории движения инерционного бегунка кориолисова сила создает действующий на бегунок спонтанный крутящий момент. Когда касательная сила на ободе бегунка от этого спонтанного момента превышает силу сцепления бегунка с беговой дорожкой, на определенных участках траектории движения наступает проскальзывание бегунка по поверхности дорожки. В результате трение качения переходит в трение скольжения, и момент сопротивления вращению водила возрастает примерно на порядок, а вся дополнительно затраченная энергия переходит в теплоту нагрева бегунка и беговой дорожки. A disadvantage of the known construction is that the Coriolis force resulting from the variable radius of the trajectory of the inertial runner creates a spontaneous torque acting on the runner. When the tangential force on the runner’s rim from this spontaneous moment exceeds the adhesion force of the runner to the treadmill, the slider slips along the track surface in certain parts of the path. As a result, the rolling friction turns into sliding friction, and the moment of resistance to the carrier’s rotation increases by about an order of magnitude, and all the additionally expended energy goes into the heat of heating of the runner and treadmill.

Прототипом изобретения является планетарный вибровозбудитель, содержащий беговую дорожку с установленным на ней инерционным бегунком, связанным с водилом, которое закреплено на приводном валу с эксцентриситетом относительно центра беговой дорожки, и смонтированную в центре этой беговой дорожки звездочку, которая связана бесконечной цепью с другой звездочкой, жестко закрепленной на оси инерционного бегунка [2]. The prototype of the invention is a planetary vibration exciter containing a treadmill with an inertial runner mounted on it, connected to a carrier, which is mounted on the drive shaft with an eccentricity relative to the center of the treadmill, and an asterisk mounted in the center of the treadmill, which is connected endlessly to another sprocket, is rigidly fixed on the axis of the inertial slider [2].

Дополнительная кинематическая связь в виде цепной передачи исключает проскальзывание бегунка по круглой беговой дорожке, тем самым снижая энергоемкость привода вибровозбудителя. An additional kinematic connection in the form of a chain transmission eliminates the slider’s slipping on the round treadmill, thereby reducing the energy consumption of the exciter drive.

Недостаток прототипа состоит в том, что цепная передача имеет постоянное расстояние между центрами звездочек, поэтому эффективная работа такого вибровозбудителя возможна только при круглой форме беговой дорожки, так как в любом другом случае за счет действия цепной передачи будет происходить периодический отрыв инерционного бегунка от поверхности беговой дорожки, сопровождающийся резким нагружением цепи полной величиной вынуждающей силы вибровозбудителя. Последнее приводит к быстрому износу и растяжению цепи. В то же время движение инерционного бегунка по круговой траектории является только частным случаем планетарного движения; наиболее рациональным и распространенным в природе является планетарное движение инерционных масс по эллиптическим траекториям. The disadvantage of the prototype is that the chain transmission has a constant distance between the centers of the sprockets, therefore, the effective operation of such a vibration exciter is possible only with the round shape of the treadmill, since in any other case due to the action of the chain transmission there will be a periodic break of the inertial runner from the surface of the treadmill accompanied by a sharp loading of the circuit with the full magnitude of the driving force of the vibration exciter. The latter leads to rapid wear and stretching of the chain. At the same time, the movement of an inertial slider along a circular path is only a special case of planetary motion; the most rational and widespread in nature is the planetary motion of inertial masses along elliptical trajectories.

Целью изобретения является снижение энергоемкости путем исключения спонтанного проскальзывания бегунка по поверхности эллиптической беговой дорожки. The aim of the invention is to reduce energy intensity by eliminating spontaneous slippage of the slider on the surface of an elliptical treadmill.

Для этого центральная звездочка жестко закреплена на ползуне, который установлен в направляющих, расположенных вдоль большого диаметра эллиптической беговой дорожки, и связан с водилом посредством шарнирно закрепленного шатуна. Шатун шарнирно соединен с осью центральной звездочки. To do this, the central sprocket is rigidly fixed to the slider, which is installed in the guides located along the large diameter of the elliptical treadmill, and is connected to the carrier with an articulated connecting rod. The connecting rod is pivotally connected to the axis of the central sprocket.

На фиг. 1-4 схематично показан планетарный вибровозбудитель в радиальной плоскости с различными угловыми положениями водила и инерционного бегунка; на фиг. 5 - разрез линии А-А на фиг. 3. In FIG. 1-4 schematically shows a planetary vibration exciter in a radial plane with different angular positions of the carrier and inertial slider; in FIG. 5 is a sectional view of line AA in FIG. 3.

Планетарный вибровозбудитель содержит эллиптическую беговую дорожку 1, на которой установлен инерционный бегунок 2, ось 3 которого размещена в вилке 4 водила 5, закрепленного на приводном валу 6 с эксцентриситетом е относительно центра О беговой дорожки 1. The planetary vibration exciter contains an elliptical treadmill 1, on which an inertial runner 2 is mounted, the axis 3 of which is located in the fork 4 of the carrier 5, mounted on the drive shaft 6 with an eccentricity e relative to the center O of the treadmill 1.

В центре О дорожки образованы неподвижные направляющие 7, расположенные вдоль большого диаметра Б-Б эллипса, в которых установлен ползун 8. На ползуне при помощи оси 9 жестко закреплена центральная звездочка 10, связанная бесконечной цепью 11 с другой звездочкой 12, жестко закрепленной на оси 3 инерционного бегунка 2. In the center O of the track, fixed guides 7 are formed, located along the large diameter of the BB ellipse, in which the slider 8 is mounted. On the slider using the axis 9, the central sprocket 10 is rigidly fixed, connected by an endless chain 11 to another sprocket 12, rigidly fixed on the 3 axis inertial slider 2.

На оси 9 центральной звездочки 10 при помощи шарнира 13 закреплен шатун 14, который другим своим концом посредством шарнира 15 связан с водилом 5 на расстоянии R от оси вращения последнего (фиг. 3). On the axis 9 of the central sprocket 10 by means of a hinge 13, a connecting rod 14 is fixed, which is connected at its other end by a hinge 15 to the carrier 5 at a distance R from the axis of rotation of the latter (Fig. 3).

Планетарный вибровозбудитель работает следующим образом. Planetary vibration exciter operates as follows.

При вращении водила 5 его вилка 4 перемещает инерционный бегунок 2 по эллиптической беговой дорожке с постоянной угловой скоростью и переменным радиусом траектории. На инерционный бегунок действуют центробежная и кориолисова силы, результирующая которых передается на дорожку как вынуждающая сила вибровозбудителя, а водило 5 воспринимает момент сопротивления вращению. When the carrier 5 rotates, its fork 4 moves the inertial runner 2 along the elliptical treadmill with a constant angular velocity and a variable radius of the trajectory. The centrifugal and Coriolis forces act on the inertial runner, the resultant of which is transmitted to the track as the driving force of the vibration exciter, and carrier 5 senses the moment of resistance to rotation.

Одновременно на инерционный бегунок 2 действует спонтанный момент М_к кориолисовых сил относительно его оси 3, который стремится нарушить условия нормального качения бегунка по беговой дорожке. Звездочка 12 обкатывает изнутри бесконечную цепь 11, которая перемещается по зубьям центральной звездочки 10, воспринимая своими звеньями момент М_к действующих на бегунок 2 кориолисовых сил и, тем самым, задавая закон нормального качения бегунка и исключая его проскальзывание по поверхности беговой дорожки.At the same time, an inertial runner 2 is affected by a spontaneous moment M _{to the} Coriolis forces relative to its axis 3, which tends to violate the normal rolling conditions of the runner on the treadmill. An asterisk 12 runs inside an endless chain 11, which moves along the teeth of the central asterisk 10, perceiving with its links the moment M _to the Coriolis forces acting on the runner 2 and, thereby, setting the law of normal rolling of the runner and excluding its slipping on the surface of the treadmill.

Шатун 14 в процессе поворота водила 5 обеспечивает знакопеременное движение ползуна 8 в направляющих 7 по стрелкам В, вследствие чего расстояние t между центрами звездочек 10 и 12 остается постоянным (фиг. 5). При увеличении радиуса траектории движения инерционного бегунка под действием спонтанного момента M_к происходит преимущественное натяжение передней ветви цепи 11; при уменьшении этого радиуса момент М_к меняет свой знак на обратный, и происходит преимущественное натяжение задней ветви цепи 11.The connecting rod 14 during the rotation of the carrier 5 provides alternating movement of the slider 8 in the guides 7 along the arrows B, as a result of which the distance t between the centers of the sprockets 10 and 12 remains constant (Fig. 5). With an increase in the radius of the trajectory of the inertial runner under the action of a spontaneous moment M _k , the front chain 11 is preferentially tensioned; with a decrease in this radius, the moment M _k reverses its sign, and the predominant tension of the rear branch of chain 11 occurs.

Преимуществом изобретения является автоматическое изменение в процессе поворота водила положения центральной звездочки вдоль большой оси эллиптической беговой дорожки, в результате чего сохраняется постоянным межцентровое расстояние звездочек цепной передачи, предохраняющей инерционный бегунок от спонтанного проскальзывания по беговой дорожке под действием момента кориолисовых сил. Это обеспечивает постоянную величину коэффициента сопротивления качению бегунка, минимальные величины момента сопротивления вращению водила и энергоемкости вибровозбудителя. An advantage of the invention is the automatic change of the position of the central sprocket along the major axis of the elliptical treadmill during rotation of the carrier, as a result of which the center-to-center distance of chain sprockets is kept constant, which protects the inertial runner from spontaneous slippage along the treadmill under the influence of the Coriolis forces. This provides a constant value of the rolling resistance coefficient of the runner, the minimum values of the moment of resistance to rotation of the carrier and the energy intensity of the exciter.

Claims

PLANETARY VIBRATOR, comprising a housing with a treadmill on its inner surface, an inertial runner interacting with it, movably connected to it and mounted with an eccentricity relative to the center of curvature of the treadmill, driven with a fork and the first sprocket rigidly fixed on the axis of the runner, connected by an endless chain to the second sprocket characterized in that it is provided with guides, a slider mounted in the guides with the possibility of movement along the axis, a connecting rod pivotally connected by one of its the end with the carrier, and the other with the slider, and the second sprocket is mounted on the slider with the possibility of rotation around its axis, the treadmill is elliptical, and the guides are located along the larger diameter of the elliptical treadmill.