RU2275971C1

RU2275971C1 - Device for exciting vibration

Info

Publication number: RU2275971C1
Application number: RU2004134749/28A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Андреевич Потапенко (RU); Иосиф Андреевич Потапенко; Борис Леонтьевич Александров (RU); Борис Леонтьевич Александров; Александр Владимирович Богдан (RU); Александр Владимирович Богдан; Игорь Григорьевич Стрижков (RU); Игорь Григорьевич Стрижков; Евгений Анатольевич Ададуров (RU); Евгений Анатольевич Ададуров; Алексей Борисович Александров (RU); Алексей Борисович Александров; Дмитрий Анатольевич Бебко (RU); Дмитрий Анатольевич Бебко
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-05-10
Also published as: RU2004134749A

Abstract

FIELD: generating or transmitting mechanical vibrations.

SUBSTANCE: device comprises cylindrical housing with the inner running way that is rolled by the ball, driving shaft mounted perpendicular to the axis of the housing, and carrier made of a rod. The ends of the carrier are provided with ball bearings. The diameter of the ball relates to the outer race as 2:1. The device has additional ball separated from the first ball by the carrier of the driving shaft.

EFFECT: enhanced efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для получения и возбуждения колебаний широкого спектра частот и амплитуд, применения их в различных технологических задачах, в частности для интенсификации процесса теплообмена и предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры.The invention relates to devices for generating and exciting oscillations of a wide range of frequencies and amplitudes, their application in various technological problems, in particular for the intensification of the heat transfer process and the prevention of salt deposits (scale) on the heating surfaces of heat-exchanging equipment.

Известны устройства для возбуждения колебаний, в которых используются магнитострикционные преобразователи, однако они имеют невысокую амплитуду колебаний (см. а.с. СССР №83942). Известно устройство для возбуждения колебаний, содержащее цилиндрический корпус с беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный на оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу и снабженное охватывающими шарик лепестками (см. патент США №2829529, кл.78-87, 1954).Known devices for excitation of oscillations in which magnetostrictive converters are used, however, they have a low amplitude of oscillations (see USSR AS No. 83942). A device for exciting vibrations is known, comprising a cylindrical body with a treadmill run-in by a ball, a drive shaft mounted on the axis of the case, and a carrier rigidly mounted on the drive shaft and provided with petals covering the ball (see US patent No. 2829529, cl. 78-87 , 1954).

Известно устройство см. а.с. СССР №656673, кл. В 06 В 1/16. Устройство выполнено в виде закрепленного на металлоконструкции цилиндрического корпуса с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком вала и привода, установленного на оси корпуса и жестко закрепленного на приводном валу водила, выполненного в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком.A known device, see A.S. USSR No. 656673, class 06 V 1/16. The device is made in the form of a cylindrical body fixed to a metal structure with an internal treadmill, driven by a ball of a shaft and a drive mounted on the axis of the body and rigidly mounted on a carrier shaft, made in the form of a rod with an element for point contact with the ball.

Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в невысокой надежности в процессе работы и невозможности получения широкого спектра частот и амплитуд возбуждаемых колебаний. В известном изобретении, как следует из описания и чертежа конструкции, точечный контакт элемента с шариком не может осуществляться длительное время, т.к. возникающая сила трения скольжения приводит к быстрому износу шарика и водила и разрушению конструкции в целом.The known invention has a significant drawback, consisting in low reliability during operation and the inability to obtain a wide range of frequencies and amplitudes of the excited oscillations. In the known invention, as follows from the description and design drawing, the point contact of the element with the ball cannot be carried out for a long time, because the resulting sliding friction force leads to rapid wear of the ball and carrier and the destruction of the structure as a whole.

В качестве прототипа нами взято изобретение (патент России №2204444, кл. В 06 В 1/16, 2003 г., бюл. №14), отличающееся тем, что водило выполнено в виде стержня, на концах которого установлены шарикоподшипники, причем диаметры шарика и внешней обоймы шарикоподшипника находятся в соотношении 2:1.As a prototype, we took an invention (Russian patent No. 2204444, class B 06 1/16, 2003, bull. No. 14), characterized in that the carrier is made in the form of a rod, at the ends of which ball bearings are installed, and the diameters of the ball and the outer cage of the ball bearing are in a ratio of 2: 1.

Известное изобретение, как показал опыт его практического использования, (разработка сотрудников нашего университета) имеет серьезные преимущества по сравнению с ранее известными, близкими по конструкции изобретениями, однако ему также присущ серьезный недостаток, заключающийся в недостаточно широком диапазоне частот и амплитуд возбуждаемым известным устройством. Действительно, эти два основных параметра (частота и амплитуда) определяются непосредственно центробежной силой, возникающей в обойме при движении шарика:The well-known invention, as shown by the experience of its practical use, (development of the employees of our university) has serious advantages compared to previously known, similar in design inventions, but it also has a serious drawback, consisting in an insufficiently wide range of frequencies and amplitudes of the excited known device. Indeed, these two main parameters (frequency and amplitude) are determined directly by the centrifugal force arising in the cage when the ball moves:

где m - масса шарика, кг;where m is the mass of the ball, kg;

υ - линейная скорость движения, м/с;υ - linear speed of movement, m / s;

R - радиус шарика, м.R is the radius of the ball, m

При постоянной скорости движения шарика и радиуса обоймы, величина центробежной силы, а следовательно, амплитуда и частота возбуждаемых колебаний изменяются в зависимости от массы шарика. Для решения различных технологических задач часто требуется возбуждать более широкий спектр частот и амплитуд, чем можно получить при использовании известного изобретения. Предлагаемое изобретение позволяет избавиться от вышеуказанного недостатка.At a constant speed of the ball and the radius of the cage, the magnitude of the centrifugal force, and therefore the amplitude and frequency of the excited vibrations, vary depending on the mass of the ball. To solve various technological problems, it is often necessary to excite a wider range of frequencies and amplitudes than can be obtained using the known invention. The present invention allows to get rid of the above disadvantage.

Техническим решением задачи является получение амплитуды возбуждаемых устройством колебаний при стабильности поддержания их в течение длительного периода времени, а это в свою очередь расширяет возможности использования устройства в более широком классе различных технических задач и технологических процессов.The technical solution to the problem is to obtain the amplitude of the vibrations excited by the device with the stability of maintaining them for a long period of time, and this, in turn, expands the possibilities of using the device in a wider class of various technical problems and technological processes.

Задача достигается тем, что устройство для возбуждения колебаний снабжено дополнительным шариком, разделенным с первым посредством водила приводного вала.The task is achieved in that the device for exciting vibrations is equipped with an additional ball, shared with the first by means of a carrier drive shaft.

Новизна предложенного технического решения заключается в том, что второй шарик создает в цилиндрическом корпусе свой спектр частот и амплитуд, а взаимодействие колебаний первого и второго шарика приводят к существенному расширению значений суммарной частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний.The novelty of the proposed technical solution lies in the fact that the second ball creates its spectrum of frequencies and amplitudes in a cylindrical body, and the interaction of the oscillations of the first and second balls leads to a significant expansion of the total frequency and amplitude of the excited oscillations.

По данной патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.No similar proposals were found for this patent and scientific and technical literature, which allows one to judge the inventive step of the claimed combination of features.

На чертеже представлен внешний вид устройства в двух проекциях.The drawing shows the appearance of the device in two projections.

Устройство выполнено в виде закрепленного на металлоконструкции технологического аппарата, например, пароводяного котла или бункера 1 с мелкодисперсным материалом при помощи волновода 2, цилиндрического корпуса 3 с внутренней беговой дорожкой 4, обкатываемой двумя стальными шариками 5 и 6, вала 7 электропривода 8, установленного перпендикулярно плоскости корпуса 3 и жестко закрепленного на приводном валу 7 водила, выполненного в виде стержня 9, на концах которого установлены шарикоподшипники 10 для точечного контакта с шариками 5 и 6.The device is made in the form of a technological apparatus fixed to a metal structure, for example, a steam-water boiler or hopper 1 with finely dispersed material using a waveguide 2, a cylindrical body 3 with an internal treadmill 4, rolled in with two steel balls 5 and 6, a shaft 7 of an electric drive 8 mounted perpendicular to the plane housing 3 and rigidly fixed to the drive shaft 7 carrier, made in the form of a rod 9, at the ends of which are mounted ball bearings 10 for point contact with balls 5 and 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении электропривода 8 его вал 7 приводит во вращение жестко закрепленное водило 9, которое в свою очередь через установленные на его концах шарикоподшипники 10 приводит в движение шарики 5 и 6, показанные на проекции 2 в режиме работы. Центробежные силы, создаваемые шариками, в свою очередь возбуждают в цилиндрическом корпусе 3 колебания широкого спектра частот и амплитуд, которые через волновод 2 передаются на металлоконструкцию технологического аппарата1.When the drive 8 is turned on, its shaft 7 drives the rigid carrier 9, which, in turn, drives the balls 5 and 6, shown on projection 2 in operation mode, through the ball bearings 10 installed at its ends. The centrifugal forces created by the balls, in turn, excite in a cylindrical body 3 oscillations of a wide range of frequencies and amplitudes, which are transmitted through the waveguide 2 to the metal structure of the technological apparatus1.

Предлагаемое устройство позволяет получить несравненно более высокие значения частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний, что позволяет значительно расширить область возможного применения устройства.The proposed device allows to obtain incomparably higher values of the frequency and amplitude of the excited oscillations, which can significantly expand the scope of the possible application of the device.

Теоретические основы предложенного технического решения изложены в фундаментальной работе - см. Справочник в 6-ти томах «Вибрации в технике», т.4; М., Машиностроение, 1981 г., стр.233 и 292 «Центробежные и пневматические вибровозбудители».The theoretical foundations of the proposed technical solution are described in the fundamental work - see the Handbook in 6 volumes of “Vibrations in Engineering”, v.4; Moscow, Mechanical Engineering, 1981, pp. 233 and 292 "Centrifugal and pneumatic vibration exciters."

Claims

A device for exciting vibrations, comprising a cylindrical housing with an inner treadmill run-in by a ball, a drive shaft mounted perpendicular to the axis of the housing, and a carrier, made in the form of a rod, at the ends of which ball bearings are installed, while the diameters of the ball and the outer race of the carrier ball bearing are in the ratio 2: 1, characterized in that the device for exciting vibrations is equipped with an additional ball, shared with the first by means of a carrier drive shaft.