RU2348467C1 - Vibroactuator - Google Patents
Vibroactuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2348467C1 RU2348467C1 RU2007126486/28A RU2007126486A RU2348467C1 RU 2348467 C1 RU2348467 C1 RU 2348467C1 RU 2007126486/28 A RU2007126486/28 A RU 2007126486/28A RU 2007126486 A RU2007126486 A RU 2007126486A RU 2348467 C1 RU2348467 C1 RU 2348467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- forces
- vibrators
- circular
- action
- vibrator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к классу машин для возбуждения механических колебаний, а более конкретно к инерционным вибраторам, характерной особенностью которых является наличие в конструкции вращающихся неуравновешенных масс - дебалансов.The invention relates to a class of machines for exciting mechanical vibrations, and more particularly to inertial vibrators, a characteristic feature of which is the presence in the design of rotating unbalanced masses - unbalances.
Механические вибрационные вибраторы конструктивно подразделяются на одно- и многомассовые, простые и самоцентрирующиеся, с постоянной и регулируемой величиной силы и частоты колебаний.Mechanical vibrating vibrators are structurally subdivided into single and multi-mass, simple and self-centering, with a constant and adjustable value of the force and frequency of oscillations.
Наиболее широкое применение в технике нашли, однако, лишь инерционные вибраторы с одним вращающимся дебалансом в вибраторах кругового действия и с двумя одинаковыми дебалансами, вращающимися в противоположных направлениях, в вибраторах направленного действия.However, only inertial vibrators with one rotating unbalance in circular vibrators and with two identical unbalances rotating in opposite directions in directional vibrators found the widest application in technology.
Эти вибраторы, работая на средних частотах вращения, способны создать большие возмущающие силы при малых габаритах и вызвать в механизмах и конструкциях круговые или возвратно-поступательные гармонические колебания, т.е. колебания, симметричные по амплитуде (см. Кожевников С.Н., Есипнко Я.И., Раскян Я.М. Механизмы. «Машиностроение», Москва, 1965 г.).These vibrators, operating at medium speeds, are able to create large disturbing forces at small dimensions and cause circular or reciprocating harmonic oscillations in the mechanisms and structures, i.e. oscillations symmetric in amplitude (see Kozhevnikov S.N., Esipnko Ya.I., Raskyan Ya.M. Mechanisms. "Mechanical Engineering", Moscow, 1965).
Задачей настоящего изобретения является создание механизма, способного придать твердому телу вибрационно-поступательное движение от действия внутренних инерционных сил вращающихся неуравновешенных масс при взаимодействии с силами сопротивления внешней среды.The objective of the present invention is to provide a mechanism capable of giving a solid body a vibratory-translational motion from the action of internal inertial forces of rotating unbalanced masses when interacting with resistance forces of the external environment.
Указанная цель достигается тем, что создается в моноблоке комбинация из двух или трех вибраторов кругового или направленного действия с равными между собой амплитудами возмущающих сил и кратными частотами вращения, как 1:2 или 1:2:3, с расположением дебалансов в одной плоскости вращения и первоначально в одинаковых фазах. При этом происходит сложение максимумов возмущающих сил всех вибраторов в одном направлении.This goal is achieved by creating a combination of two or three circular or directional vibrators in a monoblock with equal amplitudes of disturbing forces and multiple rotation frequencies, such as 1: 2 or 1: 2: 3, with unbalances located in one rotation plane and initially in the same phases. In this case, the addition of the maxima of the disturbing forces of all the vibrators in one direction occurs.
Принцип действия вибродвижителя заключается в том, что при сложении возмущающих сил вибраторов с одинаковой амплитудой и кратной частотой, возникают биения, т.е. колебания с периодически меняющейся амплитудой и частотой, равной частоте вращения наиболее тихоходного вибратора. Колебания становятся негармоническими. В направлении вперед действует суммарная «большая» возмущающая сила вибраторов, а в направлении назад - «малая» сила, равная примерно возмущающей силе одного из вибраторов. Большая сила действует кратковременно, а малая сила - более длительное время. Поэтому векторы импульсов сил в направлениях вперед и назад равны между собой и противоположны по знаку. Такие внутренние силы не могут вывести центр тяжести системы материальных точек из равновесия, а могут сообщить ему лишь колебательное движение. Но, взаимодействуя с силами сопротивления внешней среды, «большая сила» преодолевает их и избыток ее сообщает массе самой машины или ее рабочему органу поступательное движение. А в направлении назад «малая сила» гасится силами сопротивления внешней среды.The principle of operation of the vibrator is that when the disturbing forces of the vibrators with the same amplitude and multiple frequency are added, beats occur, i.e. oscillations with periodically changing amplitude and frequency equal to the rotational speed of the slowest vibrator. Oscillations become inharmonious. In the forward direction, the total “large” disturbing force of the vibrators acts, and in the backward direction, the “small” force is approximately equal to the disturbing force of one of the vibrators. A large force acts for a short time, and a small force lasts a longer time. Therefore, the vectors of impulses of forces in the forward and backward directions are equal to each other and opposite in sign. Such internal forces cannot bring the center of gravity of the system of material points out of balance, but can only give him oscillatory motion. But, interacting with the forces of resistance of the external environment, the "big force" overcomes them and its excess gives the mass of the machine itself or its working body forward movement. And in the backward direction, the "small force" is extinguished by the forces of resistance of the environment.
Эффективность действия вибродвижителя можно значительно увеличить, уменьшая сопротивление внешней среды в направлении вперед и увеличивая в направлении назад, путем изменения геометрических форм движущегося аппарата или рабочего органа виброустановки.The effectiveness of the vibrator can be significantly increased by decreasing the resistance of the external environment in the forward direction and increasing in the backward direction by changing the geometric shapes of the moving apparatus or working body of the vibration unit.
На фиг.1 изображена в двух проекциях кинематическая схема вибродвижителя кругового действия из двух дебалансов, вращающихся в одинаковом направлении.Figure 1 shows in two projections the kinematic diagram of a circular vibrator of two unbalances rotating in the same direction.
На фиг.2 приведена его суммарная векторная диаграмма возмущающих инерционных сил. Углы поворота в градусах указаны за один оборот наиболее тихоходного вибратора.Figure 2 shows its total vector diagram of perturbing inertial forces. Rotation angles in degrees are indicated per revolution of the slowest vibrator.
Перечень элементов на кинематической схеме:The list of elements in the kinematic diagram:
1, 2 - дебалансы;1, 2 - unbalances;
3 - ведомый вал;3 - driven shaft;
4 - ведущий вал;4 - drive shaft;
5, 6 - зубчатые передачи;5, 6 - gears;
7 - подшипники в корпусе вибродвижителя;7 - bearings in the vibrator housing;
8 - подшипник на ведомом валу.8 - bearing on the driven shaft.
Условные обозначения на диаграмме:Conventions in the diagram:
Fumax - максимальная возмущающая сила вибраторов;Fu max - maximum disturbing force of the vibrators;
Fтр - сила сопротивления внешней среды;Ftr is the resistance force of the external environment;
Fдв - движущая сила, сообщающая поступательное движение.Fdv is the driving force implying translational motion.
На фиг.3 изображена в двух проекциях кинематическая схема вибродвижителя кругового действия из трех дебалансов, вращающихся в разные стороны. На фиг.4 приведена его векторная диаграмма возмущающих инерционных сил. Углы поворота в градусах указаны за один оборот наиболее тихоходного вибратора.Figure 3 shows in two projections the kinematic diagram of a circular vibrator of three unbalances, rotating in different directions. Figure 4 shows its vector diagram of perturbing inertial forces. Rotation angles in degrees are indicated per revolution of the slowest vibrator.
Перечень элементов на кинематической схеме:The list of elements in the kinematic diagram:
1, 2, 9 - дебалансы;1, 2, 9 - unbalances;
4 - ведущий вал;4 - drive shaft;
3, 10 - ведомые валы;3, 10 - driven shafts;
7 - подшипники в корпусе вибродвижителя;7 - bearings in the vibrator housing;
5, 6 - зубчатые передачи.5, 6 - gears.
Условные обозначения на диаграмме те же, как на фиг.2.The legend on the diagram is the same as in figure 2.
На фиг.5 изображена в двух проекциях кинематическая схема вибродвижителя направленного действия из четырех дебалансов, вращающихся в разные стороны. На фиг.6 приведена его развернутая векторная диаграмма возмущающих инерционных сил за один оборот наиболее тихоходного вибратора.Figure 5 shows in two projections the kinematic diagram of a directional vibrator of four unbalances, rotating in different directions. Figure 6 shows its detailed vector diagram of perturbing inertial forces per revolution of the slowest vibrator.
Перечень элементов на кинематической схеме:The list of elements in the kinematic diagram:
1, 2, 9, 11 - дебалансы;1, 2, 9, 11 - unbalances;
4 - ведущий вал;4 - drive shaft;
7 - подшипники в корпусе вибродвижителя;7 - bearings in the vibrator housing;
3 - ведомый вал;3 - driven shaft;
5, 6, 12 - зубчатые передачи.5, 6, 12 - gears.
Условные обозначения на диаграмме те же, как на фиг.2.The legend on the diagram is the same as in figure 2.
На фиг.7 изображена в двух проекциях кинематическая схема вибродвижителя направленного действия из шести дебалансов, вращающихся в разные стороны. На фиг.8 приведена его развернутая векторная диаграмма возмущающих инерционных сил за один оборот наиболее тихоходного вибратора.Figure 7 shows in two projections a kinematic diagram of a directional vibrator of six unbalances rotating in different directions. Figure 8 shows its detailed vector diagram of perturbing inertial forces per revolution of the slowest vibrator.
Перечень элементов на кинематической схеме:The list of elements in the kinematic diagram:
1, 2, 9, 13, 14, 15 - дебалансы;1, 2, 9, 13, 14, 15 - unbalances;
4 - ведущий вал;4 - drive shaft;
3, 10 - ведомые валы;3, 10 - driven shafts;
7 - подшипники в корпусе вибродвижителя;7 - bearings in the vibrator housing;
5, 6, 12, 16, 17 - зубчатые передачи.5, 6, 12, 16, 17 - gears.
Условные обозначения на диаграмме те же, как на фиг.2.The legend on the diagram is the same as in figure 2.
Кратные частоты вращения вибраторов обеспечиваются зубчатыми передачами.Multiple speeds of vibrators are provided by gears.
Одинаковые по величине возмущающие центробежные силы вибраторов достигаются при соблюдении следующих условий:Equally large disturbing centrifugal forces of vibrators are achieved under the following conditions:
где F, m, e, w - центробежная сила, масса дебаланса, эксцентриситет и угловая скорость вращения наиболее тихоходного вибратора.where F, m, e, w is the centrifugal force, unbalance mass, eccentricity and angular rotation speed of the slowest vibrator.
Величина движущей силы, сообщающей рабочей машине поступательное движение, определяется в прилагаемых диаграммах как разница между суммарной возмущающей силой вибраторов и силой сопротивления внешней среды.The magnitude of the driving force that informs the working machine of the translational motion is defined in the attached diagrams as the difference between the total disturbing force of the vibrators and the resistance force of the external environment.
Наибольшая эффективность воздействия вибродвижителя на обрабатываемую среду возможна при низких и средних частотах вращения вибраторов. В высокочастотных машинах возможно проявление факторов демпфирования.The greatest efficiency of the impact of the vibrator on the medium is possible at low and medium frequencies of rotation of the vibrators. In high-frequency machines, damping factors may occur.
Настоящее изобретение является пионерским. Используя уникальные свойства такой комбинации вибраторов, можно создать целый ряд новых машин и установок, полезных в народном хозяйстве.The present invention is pioneering. Using the unique properties of such a combination of vibrators, it is possible to create a number of new machines and installations useful in the national economy.
1. Например, применить в качестве движителя детских игрушек типа «Емеля на печи». Печь будет плавно двигаться по полу на своей подошве.1. For example, apply as a mover of children's toys such as "Emelya on the stove." The stove will move smoothly on the floor on its sole.
2. Используя рассматриваемый вибродвижитель, можно будет создать водный велосипед без гребных винтов и колес, а также более комфортабельный снегоход с отапливаемой кабиной и вибродвижителями, установленными непосредственно на лыжах.2. Using the vibration motor in question, it will be possible to create a pedal boat without propellers and wheels, as well as a more comfortable snowmobile with a heated cabin and vibration motors mounted directly on skis.
3. Более широкое применение может найти вибродвижитель в сельском хозяйстве при внедрении более перспективного способа обработки земли - безотвальной вспашки, т.е. рыхления пашни на глубину до полуметра многоярусными плоскорезами. Установив на каждом сошнике плуга вибродвижитель кругового действия и придавая тем самым плоскорезам вибрационно-поступательное движение, можно будет значительно уменьшить сопротивление грунта и улучшить качество вспашки.3. Vibration drive in agriculture can find wider application when introducing a more promising method of cultivating the land - subsurface plowing, i.e. cultivating arable land to a depth of half a meter with multi-tier plane cutters. By installing a circular vibrator on each ploughshare of the plow and thereby giving the ploskorez a vibratory-translational movement, it will be possible to significantly reduce soil resistance and improve the quality of plowing.
4. Возможно также применение изобретения в космической технике. Из-за земного притяжения человек на земле привык к приливу крови в организме к ногам. В невесомости кровь распределяется в теле равномерно и это неестественное состояние вызывает определенный дискомфорт. Вернуть космонавта к земным условиям может предлагаемый вибродвижитель. Небольшая установка, приделанная к обуви, может пригнать кровь к ногам. Живой организм рассматривается в данном случае условно как сосуд, заполненный жидкостью, и имеется жидкостно-вязкое трение между жидкостью и стенками сосуда.4. It is also possible application of the invention in space technology. Due to gravity, a person on earth is accustomed to a rush of blood in the body to his legs. In zero gravity, blood is evenly distributed in the body and this unnatural state causes some discomfort. To return the astronaut to terrestrial conditions can the proposed vibroengine. A small installation attached to shoes can drive blood to the legs. In this case, a living organism is considered conditionally as a vessel filled with liquid, and there is liquid-viscous friction between the liquid and the walls of the vessel.
Кроме того, при выращивании растений в космосе периодическое подталкивание ящиков с посевами резко вверх и плавно вниз вибродвижителем может напомнить растениям земное притяжение и направление роста.In addition, when growing plants in space, the periodic pushing of boxes with crops sharply up and smoothly down by a vibrator can remind plants of gravity and the direction of growth.
5. Использование данного изобретения возможно и для улучшения технико-механических характеристик существующих вибрационных машин, установок и ручного виброинструмента.5. The use of this invention is also possible to improve the technical and mechanical characteristics of existing vibration machines, installations and hand-held vibration tools.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007126486/28A RU2348467C1 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Vibroactuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007126486/28A RU2348467C1 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Vibroactuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2348467C1 true RU2348467C1 (en) | 2009-03-10 |
Family
ID=40528543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007126486/28A RU2348467C1 (en) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | Vibroactuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2348467C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448013C2 (en) * | 2010-06-16 | 2012-04-20 | Александр Иванович Затямин | Vibration drive machine |
RU2486017C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-06-27 | Василий Иванович Антипов | Method of exciting resonant mechanical vibrations and device to this end |
RU2528271C2 (en) * | 2012-10-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" | Method of actuation of non-harmonic oscillations of moment in vibratory separating machines |
RU2562324C1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-10 | Виталий Борисович Шепеленко | Videocapsule for endoscopic probing |
RU2562897C1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-10 | Виталий Борисович Шепеленко | Device for endoscopic probing |
RU2570951C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Method for moving probing device along gastrointestinal tract |
RU2570949C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Diagnostic device |
RU2570950C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Gastrointestinal probing device |
RU2570946C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Self-contained gastrointestinal probing device |
-
2007
- 2007-07-11 RU RU2007126486/28A patent/RU2348467C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448013C2 (en) * | 2010-06-16 | 2012-04-20 | Александр Иванович Затямин | Vibration drive machine |
RU2486017C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-06-27 | Василий Иванович Антипов | Method of exciting resonant mechanical vibrations and device to this end |
RU2528271C2 (en) * | 2012-10-30 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" | Method of actuation of non-harmonic oscillations of moment in vibratory separating machines |
RU2562324C1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-10 | Виталий Борисович Шепеленко | Videocapsule for endoscopic probing |
RU2562897C1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-10 | Виталий Борисович Шепеленко | Device for endoscopic probing |
RU2570951C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Method for moving probing device along gastrointestinal tract |
RU2570949C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Diagnostic device |
RU2570950C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Gastrointestinal probing device |
RU2570946C2 (en) * | 2014-02-12 | 2015-12-20 | Виталий Борисович Шепеленко | Self-contained gastrointestinal probing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2348467C1 (en) | Vibroactuator | |
US5024112A (en) | Gyroscopic apparatus | |
US3530577A (en) | Vibrating tool construction | |
US4285405A (en) | Oscillator for reciprocating tool or other device | |
RU2018132227A (en) | Exercise device | |
EP4022132B1 (en) | Shaker for gentle driving of piles | |
US4087982A (en) | Vibratory plow | |
RU2015115488A (en) | IMPROVED PLOW | |
CA2845181C (en) | Vibration exciter, in particular for a construction machine | |
RU188091U1 (en) | SOIL PROCESSING UNIT | |
WO2017105249A1 (en) | A device for generating a rotary motion | |
US6401556B1 (en) | Precessional device and method thereof | |
Loukanov | Application of inertial forces for generating unidirectional motion | |
RU2097600C1 (en) | Inertial propeller | |
RU2740414C1 (en) | Soil cultivation implement with inertia exciter | |
RU83550U1 (en) | DEVICE FOR GETTING FORCE OF INERTIA | |
RU2521021C2 (en) | Facility for loosening firm soils | |
RU2138144C1 (en) | Rotary tiller | |
SU683814A1 (en) | Pulsed vibration exciter | |
JP3185001B2 (en) | Vibration method and apparatus for plate compactor | |
Loukanov | Using inertial forces as a source of forward motion | |
SU958104A1 (en) | Working member of vibration mixers | |
RU60002U1 (en) | VIBROSEISMO SOURCE | |
RU2334561C1 (en) | Vibrating machine | |
RU2008101C1 (en) | Single-shaft directed action vibration exciter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090712 |