RU2339014C2 - Method of dynamic balancing of vibratory driven machine - Google Patents

Method of dynamic balancing of vibratory driven machine Download PDF

Info

Publication number
RU2339014C2
RU2339014C2 RU2007101111/28A RU2007101111A RU2339014C2 RU 2339014 C2 RU2339014 C2 RU 2339014C2 RU 2007101111/28 A RU2007101111/28 A RU 2007101111/28A RU 2007101111 A RU2007101111 A RU 2007101111A RU 2339014 C2 RU2339014 C2 RU 2339014C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
processed material
vibration
parts
working body
effect
Prior art date
Application number
RU2007101111/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007101111A (en
Inventor
Владимир Михайлович Антипин (RU)
Владимир Михайлович Антипин
Елена Станиславовна Антипина (RU)
Елена Станиславовна Антипина
Станислав Николаевич Жилин (RU)
Станислав Николаевич Жилин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет"
Priority to RU2007101111/28A priority Critical patent/RU2339014C2/en
Publication of RU2007101111A publication Critical patent/RU2007101111A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2339014C2 publication Critical patent/RU2339014C2/en

Links

Landscapes

  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: vibrations are possible only by changing reaction with processed material. Method of dynamic balancing of vibratory driven machine implying that working body of device is sectioned; torsional vibrators are dead in line, and perturbation strengths acts at each part in opposite sides. Device, rotary drive and the operator are not affected by vibrating at uniformity and isotropy of processed material. Increase in intensity of vibration effect on processed material is possible and limited to assembly and component durability. Vibration effort force is directed in parallel to processed material surface, e.g. at surface consolidation by roller. Critical frictional force effect is eliminated within friction cone area perpendicularly to vibration effort in prototype device.
EFFECT: decreased power consumption and improvement of processing quality.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области вибрационной обработки поверхностей в машиностроении (например, шлифовании), сельском хозяйстве (например, молотильный аппарат зернового комбайна), в частности уплотнении земляного полотна на объектах строительства.The invention relates to the field of vibration surface treatment in mechanical engineering (for example, grinding), agriculture (for example, a threshing machine of a grain combine), in particular, compaction of the subgrade at construction sites.

Известен способ динамического уравновешивания импульсного вращателя (ИВ) путем использования автоматического выхода в режим минимальных усилий на рабочем инструменте (Авт.св. СССР №1368705 А1, G01N 3/00// E21С 39/00, 23.01.88. Бюл. №3; авт.св. СССР №1509667 А1, G01N 3/40, 23.09.39. Бюл. №35); замыканием составляющей силы возбуждения на неподвижный корпус (авт.св. СССР №339474, В65С 33/38, 24.05.1972, Бюл. №17), добавлением возмущающей силы перпендикулярно оси вращения (авт.св. СССР №1458178 А1, В24В 23/04, 15.02.89, Бюл. №6), а также при вибровозбуждении направленного действия применением многопанельного уплотнителя (Рекламный проспект, "Boschung", многопанельный уплотнитель. Марсель Бошунг АГ, 3185-Швейцария Шмиттел/Фр тел. 037360101. Факс 037-363359).There is a method of dynamically balancing a pulse rotator (IW) by using the automatic exit to the minimum effort mode on a working tool (Authors. St. USSR No. 1368705 A1, G01N 3/00 // E21C 39/00, 01/23/08. Bull. No. 3; Autobahn of the USSR No. 1509667 A1, G01N 3/40, 09/23/39. Bull. No. 35); closing a component of the excitation force on a fixed body (ed. St. USSR No. 339474, B65C 33/38, 05/24/1972, Bull. No. 17), adding a disturbing force perpendicular to the axis of rotation (ed. St. USSR No. 1458178 A1, V24V 23 / 04, 02.15.89, Bulletin. №6), as well as the use of directional vibroexcitation multipanel seal (Brochure, "Boschung", multipanel seal. Marcel Boschung AG, 3185, Switzerland Shmittel / F p tel. 037360101. Fax 037- 363359).

Наиболее близким способом динамического уравновешивания, выбранным за прототип, является многопанельный уплотнитель (Рекламный проспект, "Boschung", многопанельный уплотнитель. Марсель Бошунг АГ, 3185-Швейцария), где гашение колебаний достигается применением трех панелей, валы возбудителей колебаний у которых соединены карданными валами с заданным углом установки эксцентрично расположенных масс.The closest dynamic balancing method chosen for the prototype is a multi-panel seal (Brochure, "Boschung", multi-panel seal. Marcel Boschung AG, 3185-Switzerland), where vibration damping is achieved by using three panels, the shafts of vibration exciters which are connected by cardan shafts with a given installation angle of eccentrically located masses.

Недостатком этого способа является необходимость сохранения на одной прямой положения осей вращения возбудителей колебаний для наибольшего гашения колебаний при совмещении трех синусоид возмущающей силы. Независимое изменение положения оси вращения возбудителей колебаний вызывает смещение синусоид и дополнительные возмущения за счет изменения угла наклона прицепного устройства. В устройствах этого типа смещения осей вращения возбудителей колебаний предусмотрены конструкции для обеспечения вибрационного воздействия на обрабатываемую поверхность.The disadvantage of this method is the need to maintain on one straight position of the axis of rotation of the causative agents of vibrations for the greatest damping of vibrations when combining three sinusoids of a disturbing force. An independent change in the position of the axis of rotation of oscillation pathogens causes a displacement of the sinusoids and additional disturbances due to a change in the angle of inclination of the towing device. In devices of this type of displacement of the axis of rotation of the causative agents of oscillations, structures are provided to provide vibration effects on the surface to be treated.

Составляющая сила воздействия на транспортирующее средство зависит от косинуса угла наклона и изменяется как от величины возмущения, так и от положения оси вращения возбудителей колебаний.The constituent force of influence on the transporting means depends on the cosine of the angle of inclination and varies both on the magnitude of the perturbation and on the position of the axis of rotation of the exciters.

Техническим результатом, достигаемым в процессе реализации предлагаемого изобретения, является снижение энергоемкости и повышение качества обработки, путем исключения динамического воздействия возмущающей силы на корпус устройства при однородности и изотропности обрабатываемого материала. Колебания возможны только от изменения взаимодействия с обрабатываемым материалом.The technical result achieved in the implementation process of the invention is to reduce energy intensity and improve the quality of processing by eliminating the dynamic influence of a disturbing force on the device case with uniformity and isotropy of the processed material. Fluctuations are possible only from a change in the interaction with the processed material.

Указанный технический результат достигается тем, что крутильные колебания частей рабочего органа осуществляются на одной общей оси, при этом на центральную часть рабочего органа действует возмущающая сила, равная по модулю двум силам крайних частей, симметрично расположена, действует одновременно и противоположна им по направлению.The specified technical result is achieved by the fact that torsional vibrations of the parts of the working body are carried out on one common axis, while the central part of the working body is affected by a disturbing force equal in modulus to the two forces of the extreme parts, is symmetrically located, acts simultaneously and is opposite in direction.

В способе динамического уравновешивания рабочего органа машин используются импульсные вращатели, у которых возбудители крутильных колебаний имеют общую ось вращения и расположены в частях рабочего органа таким образом, что главный вектор и главный момент сил инерции относительно корпуса устройства равен нулю. Возмущающие силы равны и противоположно направлены в частях рабочего органа в проекциях на любую ось.In the method of dynamically balancing the working body of machines, pulse rotators are used, in which the causative agents of torsional vibrations have a common axis of rotation and are located in parts of the working body in such a way that the main vector and the main moment of inertia forces with respect to the device body are zero. The perturbing forces are equal and oppositely directed in the parts of the working body in projections on any axis.

Схема действия сил показана на чертеже на примере уплотнительного катка, имеющего три части на одном валу 1, связанные упругими элементами 2. Возбудители крутильных колебаний установлены на каждой части. Главный вектор пар сил равен нулю. Главный момент складывается из моментов трех частей катка. Крайние части 3 и 5 и центральная часть 9 имеют возбудители крутильных колебаний, например, планетарного типа.The action diagram of the forces is shown in the drawing on the example of a compacting roller having three parts on one shaft 1, connected by elastic elements 2. The causative agents of torsional vibrations are installed on each part. The main vector of the pairs of forces is zero. The main moment consists of the moments of the three parts of the rink. The extreme parts 3 and 5 and the central part 9 have causative agents of torsional vibrations, for example, of the planetary type.

Эксцентрично расположенные массы 4 и 6, 14 и 15 на сателлитах 7 и 8, 16 и 17 создают крутящий момент в одну сторону, который относительно оси Z в любой момент времени равен нулю. Крутящий момент относительно оси у уравновешивается расположенными в центральной части 9 возбудителями крутильных колебаний. Положение сателлитов 10 и 11 относительно оси у согласовано с положением сателлитов в крайних частях, а эксцентрично расположенные массы 12 и 13 находятся на противоположной стороне от оси вращения сателлитов. Тем самым уравновешивают момент возбудителей колебаний относительно оси у.The eccentrically located masses 4 and 6, 14 and 15 on the satellites 7 and 8, 16 and 17 create a torque in one direction, which is equal to zero relative to the Z axis at any time. The torque relative to the y axis is balanced by the torsional vibration exciters located in the central part 9. The position of the satellites 10 and 11 relative to the y axis is consistent with the position of the satellites in the extreme parts, and the eccentrically located masses 12 and 13 are on the opposite side from the axis of rotation of the satellites. Thus, the moment of the causative agents of the oscillations is balanced with respect to the y axis.

Сумма моментов возбудителей крутильных колебаний относительно оси х всегда равна нулю, т.к. сумма проекций сил каждой пары возмущения на плоскость yoz равна нулю. Таким образом, главный момент возбудителей крутильных колебаний относительно корпуса устройства всегда равен нулю. Ось вращения уплотнительного катка, опоры оси и корпус защищены от колебаний.The sum of the moments of the causative agents of torsional vibrations with respect to the x axis is always zero, because the sum of the projections of the forces of each disturbance pair on the yoz plane is zero. Thus, the main moment of the causative agents of torsional vibrations relative to the body of the device is always equal to zero. The axis of rotation of the packing roller, axle bearings and housing are protected against vibrations.

Заявленный способ отличается от прототипа тем, что вибрационные воздействия направлены в противоположные стороны центральной и крайних частей, согласуются по расположению сил возмущения в каждой части при осуществлении их действия на общей оси вращения. В любом положении сумма моментов возмущающих сил и воздействия на корпус устройства равна нулю, энергия динамического воздействия полностью передается обрабатываемому материалу через каждую часть устройства в направлении относительного вращения, что увеличивает производительность и допускает интенсификацию вибрационного воздействия без вредного воздействия на остальные узлы устройства и на оператора. Сателлиты центральных и крайних частей уплотнительного катка, например, кинематически связаны с валом, относительное положение сателлитов обеспечивает уравновешивание возмущающих моментов и устраняет воздействие на корпус устройства. Синусоидальное возмущение находится в противофазе, и график равнодействующей возмущения всех возбудителей крутильных колебаний представляет прямую линию, совпадающую с осью координат.The claimed method differs from the prototype in that the vibrational effects are directed to opposite sides of the central and extreme parts, are coordinated by the location of the perturbation forces in each part when they act on a common axis of rotation. In any position, the sum of the moments of disturbing forces and the impact on the device’s body is zero, the energy of the dynamic impact is completely transmitted to the processed material through each part of the device in the direction of relative rotation, which increases productivity and allows the intensification of vibration without harmful effects on the other nodes of the device and on the operator. The satellites of the central and extreme parts of the sealing roller, for example, are kinematically connected with the shaft, the relative position of the satellites provides balancing of disturbing moments and eliminates the impact on the device body. The sinusoidal perturbation is in antiphase, and the graph of the resultant perturbation of all torsional vibration pathogens represents a straight line coinciding with the coordinate axis.

Динамическое уравновешивание устройства предлагаемым способом осуществляется следующим образом на примере возбудителя колебаний планетарного типа. На стадии сборки предусматривается упругая связь между тремя частями 3, 5 и 9, допуская их относительное вращение, устройства. Положения осей вращения сателлитов крайних частей 7 и 8 эксцентрично расположенных на них масс 4 и 6 обеспечивают в каждый момент времени равные и противоположно направленные силы вибровоздействия на обрабатываемый материал. Момент сил вращения крайних частей уравновешивается противоположным по направлению моментом сил от эксцентрично расположенных (под углом 180° относительно крайних частей) масс 10 сателлитов 11. Импульс вращательного момента сил инерции возбудителей колебаний передается обрабатываемому материалу за счет сил трения (что малоэффективно) или внедренного в материал элемента катка (зуб, ребро и др.). Конструкция возбудителей крутильных колебаний обеспечивает передачу возмущающей силы по касательной к траектории движения катка и параллельно обрабатываемой поверхности. Следует отметить, что такое направление возмущающей силы исключает влияние конуса трения при давлении на поверхность, уменьшает энергозатраты на относительное перемещение частиц уплотняемого материала и увеличивает объем уплотнения за счет подвижности частиц. Уплотняемый слой приобретает свойство псевдожидкости.Dynamic balancing of the device by the proposed method is carried out as follows on the example of the causative agent of oscillations of the planetary type. At the assembly stage, an elastic connection is provided between the three parts 3, 5 and 9, allowing their relative rotation of the device. The positions of the axes of rotation of the satellites of the extreme parts 7 and 8 of the masses 4 and 6 eccentrically located on them provide at each instant of time equal and oppositely directed forces of vibration action on the material being processed. The moment of rotation forces of the extreme parts is balanced by the opposite moment of force from the eccentrically located (at an angle of 180 ° relative to the extreme parts) masses of 10 satellites 11. The momentum of the rotational moment of the inertia forces of the vibration exciters is transmitted to the processed material due to friction forces (which is ineffective) or embedded in the material element of the roller (tooth, rib, etc.). The design of the causative agents of torsional vibrations ensures the transmission of the disturbing force tangentially to the path of the roller and the surface being machined in parallel. It should be noted that this direction of the disturbing force excludes the influence of the friction cone under pressure on the surface, reduces the energy consumption for the relative movement of the particles of the material being compacted, and increases the volume of the seal due to the mobility of the particles. The sealing layer acquires the property of pseudo-fluid.

Эффективность способа динамического уравновешивания рабочего органа машин обусловлено тремя принципиально новыми возможностями импульсного вращателя.The effectiveness of the method of dynamic balancing of the working body of machines is due to three fundamentally new features of the pulse rotator.

1. Крутящий момент на валу вибропривода не изменяет своего значения от возбудителей крутильных колебаний за счет симметричного расположения дебаллансов возмущающих сил при любом их положении.1. The torque on the shaft of the vibrodrive does not change its value from the causative agents of torsional vibrations due to the symmetrical arrangement of the debalances of the disturbing forces in any of their positions.

2. Вибровоздействие на обрабатываемый материал уравновешивается противоположным направлением возмущающих сил крайних и центральной части и не передается на устройство и оператора.2. The vibration effect on the processed material is balanced by the opposite direction of the disturbing forces of the extreme and central parts and is not transmitted to the device and the operator.

3. Направление возмущающей силы параллельно поверхности уплотнения снижает энергозатраты на единицу уплотняемого материала.3. The direction of the disturbing force parallel to the surface of the seal reduces energy consumption per unit of material to be sealed.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить возмущающую силу до значительных величин и повысить производительность и эффективность рабочего процесса без изменения влияния вибрации на механизмы и оператора.Using the proposed method allows to increase the disturbing force to significant values and to increase the productivity and efficiency of the working process without changing the effect of vibration on the mechanisms and operator.

Claims (1)

Способ динамического уравновешивания рабочего органа машины с виброприводом, заключающийся в воздействии подвижно соединенных частей - панелей устройства - на обрабатываемый материал, отличающийся тем, что три части связывают друг с другом при помощи упругих элементов, крутильные колебания частей рабочего органа осуществляют на одной общей оси, при этом на каждой части устанавливают массы, расположенные на сателлитах, такие, что на центральную часть рабочего органа действует симметричная по отношению к двум силам крайних частей возмущающая сила, равная им по модулю и противоположная им по направлению.A method of dynamically balancing the working body of a vibro-driven machine, which consists in the action of movably connected parts - device panels - on the material being processed, characterized in that the three parts are connected to each other by means of elastic elements, torsional vibrations of the parts of the working body are carried out on one common axis, this on each part set the masses located on the satellites, such that the central part of the working body acts symmetrically with respect to the two forces of the extreme parts a scaling force equal in magnitude to them and opposite in direction.
RU2007101111/28A 2007-01-09 2007-01-09 Method of dynamic balancing of vibratory driven machine RU2339014C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101111/28A RU2339014C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of dynamic balancing of vibratory driven machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101111/28A RU2339014C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of dynamic balancing of vibratory driven machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007101111A RU2007101111A (en) 2008-07-20
RU2339014C2 true RU2339014C2 (en) 2008-11-20

Family

ID=40241526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007101111/28A RU2339014C2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of dynamic balancing of vibratory driven machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2339014C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521602C2 (en) * 2010-05-05 2014-07-10 Анатолий Сергеевич Поляков Energy-saving balanced vibration motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521602C2 (en) * 2010-05-05 2014-07-10 Анатолий Сергеевич Поляков Energy-saving balanced vibration motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007101111A (en) 2008-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2477660C2 (en) Laboratory jar mill with inclined milling cups
RU2484939C2 (en) Processing machine drive by engine
US9463490B2 (en) Vibration exciter, in particular for a construction machine
KR101089557B1 (en) Vibration exciter for vibration compensation
CN103775549A (en) Eccentric eddy current tuned mass damping device
US5439314A (en) Reversible self-propelled plate compactor
RU2339014C2 (en) Method of dynamic balancing of vibratory driven machine
RU2168412C2 (en) Roll-type smoothing machine with smoothing device vibrating in transverse direction
RU2650553C1 (en) Pavement surface treatment device
CN102454151B (en) Road roller combining vibration, oscillation and complex excitation as whole
JP3914919B2 (en) Exciter for ground compaction device
US10106936B2 (en) Vibration isolation for compactor
RU2532235C2 (en) Vibration transporting machine
US9951482B2 (en) Vibration isolation for compactor
RU160645U1 (en) Oscillating vibratory roller of the road roller
RU180678U1 (en) Two-mass resonant vibrating screen
JPH1194691A (en) Exciter
KR20140043093A (en) Surface compactor and method of operation
CN104612028A (en) Vibration crushing system for resonant crusher and construction method
RU2686518C1 (en) Vibrations generating method
CN211079835U (en) Vibration structure with adjustable excitation direction
RU2333306C1 (en) Device for dynamic balancing of pulse rotator
RU2166020C1 (en) Vibratory wave roll for road roller
RU2584319C1 (en) Pulse rotator of drive of machine working member
RU2052570C1 (en) Road roller

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090110