RU2356640C2 - Resonance vibrator with electromagnetic actuator - Google Patents
Resonance vibrator with electromagnetic actuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356640C2 RU2356640C2 RU2006102778/28A RU2006102778A RU2356640C2 RU 2356640 C2 RU2356640 C2 RU 2356640C2 RU 2006102778/28 A RU2006102778/28 A RU 2006102778/28A RU 2006102778 A RU2006102778 A RU 2006102778A RU 2356640 C2 RU2356640 C2 RU 2356640C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnet
- vibrator
- springs
- armature
- stator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях хозяйственной деятельности.The invention relates to vibration technology and can be used in various industries.
Известен по авт. св. СССР 1122372 электромагнитный возбудитель колебаний, содержащий магнитопровод, соединенный с ним упругой связью и замыкающий его через воздушный зазор якорь, катушку возбуждения и устройство электропитания.Known by author St. USSR 1122372 electromagnetic oscillation exciter containing a magnetic circuit connected to it by an elastic coupling and closing it through the air gap by an armature, excitation coil and power supply device.
Известен по авт. св. СССР 1356136 электромагнитный вибратор, содержащий стержневой магнитопровод с тремя обмотками, каждая из которых размещена на одном из стержней, и ферромагнитный якорь, закрепленный на упругой системе, а также схему электропитания.Known by author St. USSR 1356136 electromagnetic vibrator containing a core magnetic circuit with three windings, each of which is located on one of the rods, and a ferromagnetic armature mounted on an elastic system, as well as a power supply circuit.
Известен по авт.св. СССР 1597233 электромагнитный вибровозбудитель, состоящий из размещенного в корпусе электромагнита и якоря, жестко связанного с ярмом, соединенным с корпусом двумя цилиндрическими пружинами, две плоские рессоры и опорный элемент, размещенный по центру ярма со стороны, противоположной электромагниту, причем один край каждой рессоры закреплен относительно корпуса, а другой касается опорного элемента.Known for Auth. USSR 1597233 electromagnetic vibration exciter, consisting of an electromagnet located in the housing and an armature rigidly connected to the yoke connected to the housing by two coil springs, two flat springs and a support element located in the center of the yoke from the side opposite the electromagnet, with one edge of each spring being fixed relative to housing, and the other concerns the support element.
В качестве прототипа выбран вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом германской фирмы АЕГ как наиболее совершенный и получивший широкое практическое применение. Вибратор описан на стр.8-17 в книге: А.И.Белоусов, Г.Г.Рекус. Вибраторы с электромагнитным приводом. Обзор. М., 1970 (ЦНИИТЭстроймаш). Существенные признаки прототипа: вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом, содержит электромагнит с П-образным магнитопроводом, прикрепленный жестко к статорной части вибратора, якорь электромагнита, прикрепленный жестко к плите якорной части вибратора, дополнительные грузы, прикрепленные жестко к этой плите, при этом статорная и якорная части соединены между собой двумя комплектами винтовых пружин, предварительно стянутых попарно с помощью двух стяжных шпилек, стяжные шпильки одним концом присоединены жестко к статорной части, а на другом конце заканчиваются опорными фланцами для пружин, плита якорной части зажата между пружинами с возможностью совершения колебаний вдоль осей пружин без отрыва от их торцов, электромагнит подключен к устройству регулируемого электропитания током постоянной частоты, причем вибратор выполнен с возможностью присоединения к рабочему органу вибрационной машины и вибрационного воздействия на рабочий орган в режиме резонансных колебаний двухмассной колебательной системы.As a prototype, a vibrator of resonant action with an electromagnetic drive of the German company AEG was selected as the most advanced and widely used. The vibrator is described on pages 8-17 in the book: A.I. Belousov, G.G. Rekus. Vibrators with electromagnetic drive. Overview. M., 1970 (TsNIITEstroymash). Salient features of the prototype: a resonant vibrator with an electromagnetic drive, contains an electromagnet with a U-shaped magnetic circuit, rigidly attached to the stator part of the vibrator, an electromagnet anchor rigidly attached to the plate of the vibrator’s anchor part, additional weights attached rigidly to this plate, while the stator and the anchor parts are interconnected by two sets of coil springs pre-tightened in pairs with two tie rods, tie rods at one end are rigidly connected to of the torus part, and at the other end end with support flanges for the springs, the plate of the anchor part is sandwiched between the springs with the possibility of vibrations along the axes of the springs without interruption from their ends, the electromagnet is connected to a regulated power supply with a constant frequency current, and the vibrator is made with the possibility of connecting to the working the body of the vibrating machine and the vibrating effect on the working body in the mode of resonant vibrations of a two-mass oscillatory system.
Недостатком прототипа, как и описанных выше аналогов, является малая амплитуда колебаний якорной части вибратора относительно его статорной части. Как правило, в известных вибраторах с электромагнитным приводом величина воздушного зазора в электромагнитах не превышает 4 мм, что ограничивает амплитуду относительных колебаний якорной и статорной частей вибратора (стр.29-32 в книге: А.И.Белоусов, Г.Г.Рекус. Вибраторы с электромагнитным приводом. Обзор. М., 1970 (ЦНИИТЭстроймаш). Малая амплитуда колебаний якорной части отмечается как недостаток вибраторов с электромагнитным приводом (стр.138 в книге: Спиваковский А.О., Гончаревич И.Ф. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства. М., Машиностроение, 1972). Малая амплитуда колебаний якорной части вибратора относительно его статорной части является недостатком, поскольку ограничивает величину силы инерции, создаваемой при колебаниях якорной части, выполняющей роль реактивной массы.The disadvantage of the prototype, as described above, is the small amplitude of the vibrations of the anchor part of the vibrator relative to its stator part. As a rule, in known vibrators with an electromagnetic drive, the air gap in the electromagnets does not exceed 4 mm, which limits the amplitude of the relative vibrations of the anchor and stator parts of the vibrator (pp. 29-32 in the book: A.I. Belousov, G.G. Rekus. Vibrators with an electromagnetic drive. Review. M., 1970 (TsNIITEstroymash). The small amplitude of the vibrations of the anchor part is noted as a lack of vibrators with an electromagnetic drive (p. 138 in the book: Spivakovsky AO, Goncharevich IF, Vibration conveyors, feeders and assistive devices A. M., Mashinostroenie, 1972.) The small amplitude of the vibrations of the anchor part of the vibrator relative to its stator part is a drawback, since it limits the amount of inertia created by the vibrations of the anchor part, which plays the role of a reactive mass.
Задачей изобретения является увеличение амплитуды колебаний якорной части вибратора относительно его статорной части.The objective of the invention is to increase the amplitude of the oscillations of the anchor part of the vibrator relative to its stator part.
Решение задачи достигается тем, что вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом содержит электромагнит, прикрепленный жестко к статорной части вибратора, якорь электромагнита, прикрепленный жестко к плите якорной части вибратора, дополнительные грузы, прикрепленные жестко к этой плите, при этом статорная и якорная части соединены между собой двумя комплектами винтовых пружин, предварительно стянутых попарно с помощью двух стяжных шпилек, стяжные шпильки одним концом присоединены жестко к статорной части, а на другом конце заканчиваются опорными фланцами для пружин, плита якорной части зажата между пружинами с возможностью совершения колебаний вдоль осей пружин без отрыва от их торцов, электромагнит подключен к устройству регулируемого электропитания током постоянной частоты, причем вибратор выполнен с возможностью присоединения к рабочему органу вибрационной машины и вибрационного воздействия на рабочий орган в режиме резонансных колебаний двухмассной колебательной системы, электромагнит выполнен в виде соленоида с возможностью колебаний якорной части относительно статорной части с амплитудой не менее 4 мм, при этом якорь предварительно введен в соленоид на величину X0, оптимальное значение которой определяется экспериментально в зависимости от выбранного коэффициента суммарной жесткости пружин и массы якорной части.The solution to this problem is achieved by the fact that the resonant-action vibrator with an electromagnetic drive contains an electromagnet fixed rigidly to the stator part of the vibrator, an electromagnet anchor fixed rigidly to the plate of the vibrator's anchor part, additional loads fixed rigidly to this plate, while the stator and anchor parts are connected between with two sets of coil springs, pre-tightened in pairs with two tie rods, the tie rods at one end are rigidly connected to the stator part, and at the other to nce end with supporting flanges for the springs, the plate of the anchor part is sandwiched between the springs with the possibility of vibrations along the axes of the springs without tearing off their ends, the electromagnet is connected to a regulated power supply with a constant frequency current, and the vibrator is made with the possibility of attaching a vibrating machine to the working body and vibration exposure to the working body in the mode of resonant vibrations of a two-mass oscillatory system, the electromagnet is made in the form of a solenoid with the possibility of oscillations of the armature the second part relative to the stator portion with an amplitude of not less than 4 mm, the anchor previously introduced into the solenoid by the value X 0, the optimum value is determined experimentally depending on the ratio of the total rigidity of the springs and masses of the anchoring part.
Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат: существенно увеличить амплитуду колебаний якорной части вибратора относительно его статорной части; это позволяет увеличить соответственно силу инерции, создаваемой при колебаниях якорной части, что, в свою очередь, приводит к соответственному увеличению амплитуды вынуждающей силы, создаваемой вибратором.Application of the proposed set of essential features allows you to get a new technical result: to significantly increase the amplitude of the vibrations of the anchor part of the vibrator relative to its stator part; this allows you to increase, respectively, the force of inertia created by vibrations of the anchor part, which, in turn, leads to a corresponding increase in the amplitude of the driving force created by the vibrator.
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, предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень.The analysis of the prior art in the field of mechanical engineering and vibration technology showed that the proposed set of essential features is new, clearly does not follow from the prior art and, therefore, the proposed invention is new and has an inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство вибратора резонансного действия с электромагнитным приводом. Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом включает электромагнит в виде соленоида 1, который прикреплен жестко к статорной части 2 вибратора. Якорь 3 электромагнита прикреплен жестко к плите 4 якорной части, при этом он введен предварительно в соленоид на величину Х0. Дополнительные грузы 5 прикреплены жестко к плите якорной части. Статорная и якорная части соединены между собой двумя комплектами винтовых пружин 6. Эти пружины предварительно стянуты попарно с помощью двух стяжных шпилек 7. Стяжные шпильки одним концом присоединены жестко к статорной части, а на другом конце заканчиваются опорными фланцами 8 для пружин. Электромагнит подключен к устройству 9 регулируемого электропитания током постоянной частоты. Вибратор выполнен с возможностью присоединения к рабочему органу 10 вибрационной машины.The invention is illustrated in the drawing, which shows a device of a resonator with an electromagnetic drive. A resonant vibrator with an electromagnetic drive includes an electromagnet in the form of a solenoid 1, which is attached rigidly to the stator part 2 of the vibrator. The anchor 3 of the electromagnet is attached rigidly to the plate 4 of the anchor part, while it is previously inserted into the solenoid by a value of X 0 . Additional loads 5 are attached rigidly to the plate of the anchor part. The stator and anchor parts are interconnected by two sets of coil springs 6. These springs are pre-tightened in pairs with two tie rods 7. The tie rods are rigidly attached to the stator part at one end and end with support flanges 8 for the springs. The electromagnet is connected to the device 9 of the regulated power supply by a constant frequency current. The vibrator is made with the possibility of connection to the working body 10 of the vibrating machine.
Вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом работает следующим образом. В электромагните, выполненном в виде соленоида 1, под действием пульсирующего или переменного электрического тока постоянной частоты, поступающего из электрической сети через устройство 9 регулируемого электропитания, возникает пульсирующее магнитное поле. Это поле взаимодействует с ферромагнитным якорем 3. Благодаря этому между соленоидом и якорем возникает пульсирующая сила тяги, втягивающая якорь 3 вовнутрь соленоида 1. Сила тяги, действующая на соленоид 1 и на якорь 3, действует одновременно и на жестко соединенные с ними плиту 4 якорной части и на статорную часть 2. Под действием силы тяги происходит сближение статорной части 2 и якорной части, собранной вокруг плиты 4. При этом сближении происходит упругое деформирование пружин 6, которые вследствие предварительного попарного сжатия находились до действия силы тяги в состоянии силового равновесия. Увеличение силы тяги прекратится после того, как нарастание силы тока в импульсе тока или в полуволне переменного электрического тока, протекающего через соленоид 1, сменится его уменьшением. При этом под действием пружин 6, сжатых под действием силы тяги, начнется обратное движение статорной части 2 и якорной части, собранной вокруг плиты 4. При падении тока в импульсе или в полуволне переменного электрического тока до нуля сила тяги упадет до нуля и, следовательно, статорная и якорная части вибратора возвратятся в исходное положение.A resonant vibrator with an electromagnetic drive operates as follows. In an electromagnet made in the form of a solenoid 1, a pulsating magnetic field arises under the action of a pulsating or alternating electric current of constant frequency coming from the electric network through the device 9 of regulated power supply. This field interacts with the ferromagnetic armature 3. Due to this, a pulsating traction force arises between the solenoid and the armature, pulling armature 3 into the solenoid 1. Traction force acting on solenoid 1 and armature 3 acts simultaneously on the anchor plate 4 rigidly connected to them and on the stator part 2. Under the influence of the traction force, the stator part 2 and the anchor part assembled around the plate 4 come closer together. In this approach, the springs 6 are elasticly deformed, which, due to preliminary pairwise compression, find fell before the action of traction in a state of force equilibrium. The increase in traction will stop after the increase in current in the current pulse or in the half-wave of an alternating electric current flowing through the solenoid 1 is replaced by a decrease in it. In this case, under the action of the springs 6, compressed under the action of the traction force, the reverse movement of the stator part 2 and the anchor part assembled around the plate 4 will begin. When the current in the pulse or in the half-wave of alternating electric current drops to zero, the traction force drops to zero and, therefore, the stator and anchor parts of the vibrator will return to their original position.
При действии следующих импульсов тока или полуволн переменного электрического тока описанный процесс повторится. Для согласования характеристик силы тяги и силы противодействия пружин 6 якорь 3 предварительно введен в соленоид на величину X0, оптимальное значение которой определяется экспериментально в зависимости от выбранных коэффициента суммарной жесткости пружин 6 и массы якорной части. При эксплуатации вибратора его присоединяют к рабочему органу 10 вибрационной машины. При этом статорная часть 2 вибратора вместе с рабочим органом 10 вибрационной машины представляют собой одну массу двухмассной колебательной системы. Второй массой этой системы является масса якорной части, состоящей из якоря 3, плиты 4, дополнительных грузов 5, а также приведенной массы пружин 6. Для увеличения амплитуды относительных колебаний масс колебательную систему настраивают на режим резонансных колебаний подбором дополнительных грузов 5.Under the action of the following current pulses or half-waves of alternating electric current, the described process will be repeated. To coordinate the characteristics of the traction force and the reaction force of the springs 6, the anchor 3 is previously introduced into the solenoid by the value X 0 , the optimal value of which is determined experimentally depending on the selected coefficient of total stiffness of the springs 6 and the mass of the anchor part. During operation of the vibrator it is attached to the working body 10 of the vibrating machine. In this case, the stator part 2 of the vibrator together with the working body 10 of the vibrating machine represent one mass of a two-mass oscillatory system. The second mass of this system is the mass of the anchor part, consisting of the anchor 3, plate 4, additional weights 5, and also the reduced mass of the springs 6. To increase the amplitude of the relative oscillations of the masses, the oscillatory system is tuned to the resonance mode by selecting additional weights 5.
В данном вибраторе резонансного действия с электромагнитным приводом решена задача изобретения, достигнуто увеличение амплитуды колебаний якорной части вибратора относительно его статорной части. Задача изобретения решена за счет применения в конструкции вибратора электромагнита соленоидного типа. Величина хода якоря в соленоидных электромагнитах во много раз превышает величину воздушного зазора в электромагнитах с П-образным, Ш-образным или стержневым магнитопроводом. Например, величина хода якоря втягивающего реле, применяемого на автомобильных электростартерах, составляет величину порядка 15 мм (стр.116-121 в книге: Кальмансон Л.П. и др. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию автомобиля «Волга» ГАЗ-3110. Изд-во «Колесо», М., 2000). Это более чем в 3 раза превышает величину воздушного зазора в электромагнитных вибраторах.In this resonant vibrator with an electromagnetic drive, the problem of the invention is solved, an increase in the amplitude of the vibrations of the anchor part of the vibrator relative to its stator part is achieved. The objective of the invention is solved through the use in the design of the vibrator of an electromagnet of the solenoid type. The magnitude of the stroke of the armature in the solenoid electromagnets is many times greater than the size of the air gap in the electromagnets with a U-shaped, W-shaped or rod magnetic circuit. For example, the magnitude of the stroke of the retractor relay armature used on automotive electric starters is about 15 mm (pp. 116-121 in the book: Kalmanson L.P. et al. Repair, Operation and Maintenance Manual for Volga GAZ-3110 Publishing House "Wheel", M., 2000). This is more than 3 times the size of the air gap in electromagnetic vibrators.
Нижнее значение амплитуды колебаний якорной части относительно его статорной части, равное 4 мм, установлено, поскольку при этом значении предлагаемое решение уже имеет явные преимущества перед прототипом. При меньших значениях амплитуды возрастают преимущества прототипа. При больших ее значениях преимущества над прототипом возрастают. Верхнее значение амплитуды колебаний якорной части не имеет явных технических ограничений.The lower value of the amplitude of the oscillations of the anchor part relative to its stator part, equal to 4 mm, was established, since with this value the proposed solution already has clear advantages over the prototype. At lower amplitudes, the advantages of the prototype increase. With its large values, the advantages over the prototype increase. The upper value of the amplitude of oscillations of the anchor part has no obvious technical limitations.
Учитывая то, что практическое применение электромагнитов соленоидного типа известно в технике, можно сделать вывод о том, что вибратор резонансного действия с электромагнитным приводом, выполненным с электромагнитом указанного типа будет работоспособным. Следовательно, предложенное изобретение промышленно применимо.Given that the practical use of solenoid type electromagnets is known in the art, it can be concluded that a resonant vibrator with an electromagnetic drive made with an electromagnet of this type will be operational. Therefore, the proposed invention is industrially applicable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006102778/28A RU2356640C2 (en) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Resonance vibrator with electromagnetic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006102778/28A RU2356640C2 (en) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Resonance vibrator with electromagnetic actuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006102778A RU2006102778A (en) | 2007-08-20 |
| RU2356640C2 true RU2356640C2 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=38511559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006102778/28A RU2356640C2 (en) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Resonance vibrator with electromagnetic actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356640C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014204345A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Kostyuk Anatoliy Ivanovich | Resonance vibrator having electromagnetic actuator |
| RU182376U1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-08-15 | Валентин Яковлевич Потапов | Electronically Resonant Vibrator |
-
2006
- 2006-02-01 RU RU2006102778/28A patent/RU2356640C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕЛОУСОВ А.И., РЕКУС Г.Г. Вибраторы с электромагнитным приводом. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1970, с.8-17. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014204345A1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-24 | Kostyuk Anatoliy Ivanovich | Resonance vibrator having electromagnetic actuator |
| RU182376U1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-08-15 | Валентин Яковлевич Потапов | Electronically Resonant Vibrator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006102778A (en) | 2007-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4890245B2 (en) | Small electric appliance having an electric motor for generating vibration displacement | |
| KR100676452B1 (en) | Linear oscillating actuator | |
| EP0448887A2 (en) | Eccentric drive mechanism | |
| JP6331677B2 (en) | Vibration power generator | |
| RU2356640C2 (en) | Resonance vibrator with electromagnetic actuator | |
| RU2356647C2 (en) | Resonance vibrator with electromagnetic actuator | |
| US4455496A (en) | Electromagnetic vibratory exciter | |
| US3670223A (en) | Method and apparatus for producing vibrations or impulses | |
| RU2356645C2 (en) | Electromagnetic vibration exciter | |
| RU134084U1 (en) | VIBRATOR OF RESONANT ACTION WITH ELECTROMAGNETIC DRIVE | |
| EP0428745B1 (en) | Electromagnetic vibrator | |
| US1995270A (en) | Electric motor | |
| RU2356646C2 (en) | Resonance vibrator with electromagnetic actuator | |
| RU2356643C2 (en) | Electromagnetic vibration exciter | |
| JP5500659B2 (en) | Vibration device, bell ringing device, and resonance device | |
| JPS60209421A (en) | Electromagnetic type vibrator | |
| CN101088702B (en) | Drive device for a tool holder and method of driving it | |
| WO2014204345A1 (en) | Resonance vibrator having electromagnetic actuator | |
| RU2356644C2 (en) | Electromagnetic vibration exciter | |
| RU2356642C2 (en) | Electromagnetic vibration exciter | |
| JP2008189406A (en) | Vibration feeding device | |
| CN210753615U (en) | Vibration flattening device for button sorting machine | |
| KR101085461B1 (en) | Apparatus for small sized actuator using different elastic spring | |
| RU2160494C2 (en) | Resonant vibrator | |
| RU182376U1 (en) | Electronically Resonant Vibrator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130202 |