RU2774667C1

RU2774667C1 - Electromagnetic vibrator

Info

Publication number: RU2774667C1
Application number: RU2021129584A
Authority: RU
Inventors: Людмила Андреевна Нейман; Владимир Юрьевич Нейман
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2022-06-21

Abstract

FIELD: vibration technology.

SUBSTANCE: invention relates to vibration technology. Electromagnetic vibration exciter contains an electromagnet with an internal core previously introduced into it, an armature with an adjusting weight attached to it and a stator housing, connected by an elastic system, including a tension-compression spring, which is made in the form of a sleeve cut in the middle part with a through screw groove, forming along the edges non-working turns-flanges, to which the anchor and the stator housing are attached, wherein the electromagnet is attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, and the inner core is made movable and attached to the armature with the possibility of armature oscillation relative to the stator housing at one end, while the second end of the inner core is connected by sliding fit with the stator housing having a central hole with a diameter equal to the diameter of the inner core, and the electromagnet is made in the form of a solenoid coil attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, forming an elastically movable magnetic circuit with alternating air and magnetically conductive sections.

EFFECT: simplification of the design and improvement of the parameters of resonant oscillations of the electromagnetic vibration exciter.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для выполнения различных технологических процессов с использованием вибраций.The invention relates to vibration technology and can be used to perform various technological processes using vibrations.

Известен электромагнитный вибровозбудитель [а.с. 1597233 СССР, МКл. В 06 В 1/04. Электромагнитный вибровозбудитель // С.Р. Джагаев, Р.Г. Джагаев. – № 4418547/24-10; заявл. 12.02.88; опубл. 07.10.90, бюл. № 37. – 2 с.], состоящий из размещенного в корпусе электромагнита и якоря, жестко связанного с ярмом, соединенным с корпусом двумя витыми цилиндрическими пружинами, двух плоских рессор и опорного элемента, размещенного по центру ярма со стороны, противоположной электромагниту, причем один край каждой рессоры закреплен относительно корпуса, а другой касается каждого опорного элемента.Known electromagnetic vibration exciter [and.with. 1597233 USSR, MKl. B 06 B 1/04. Electromagnetic vibration exciter // S.R. Dzhagaev, R.G. Dzhagaev. – No. 4418547/24-10; dec. 02/12/88; publ. 07.10.90, bul. No. 37. - 2 p.], consisting of an electromagnet placed in the body and an armature rigidly connected to the yoke, connected to the body by two twisted cylindrical springs, two flat springs and a support element located in the center of the yoke from the side opposite to the electromagnet, with one the edge of each spring is fixed relative to the body, and the other touches each supporting element.

К недостаткам известного технического решения электромагнитного вибровозбудителя следует отнести сложность конструкции колебательной системы, состоящей из двух одинаковых и разнесенных колебательных систем, объединенных в одну общую систему.The disadvantages of the known technical solution of the electromagnetic vibration exciter include the complexity of the design of the oscillatory system, which consists of two identical and spaced oscillatory systems combined into one common system.

Известен электромагнитный вибровозбудитель [а.с. 622722 СССР, МКл. B 65 G 27/18. Электромагнитный вибровозбудитель // А.А. Борщевский, И.И. Быховский, А.У. Кочиев, С.И. Лукомский. – № 1170206/29-33; заявл. 06.05.72; опубл. 05.09.78, бюл. № 33. – 3 с.], содержащий якорь с электромагнитом и корпус статора с ярмом, соединенных системой упругих элементов, состоящих из пружин растяжения-сжатия, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, и образующей по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь электромагнита и корпус статора.Known electromagnetic vibration exciter [and.with. 622722 USSR, MK. B 65 G 27/18. Electromagnetic vibration exciter // A.A. Borshevsky, I.I. Bykhovsky, A.U. Kochiev, S.I. Lukomsky. - No. 1170206/29-33; dec. 05/06/72; publ. 09/05/78, bul. No. 33. - 3 p.], containing an armature with an electromagnet and a stator housing with a yoke, connected by a system of elastic elements consisting of tension-compression springs, each of which is made in the form of a cylindrical sleeve cut in the middle part with a through screw groove, and forming along the edges there are non-working flange turns, to which the electromagnet armature and the stator housing are attached.

К недостаткам известного технического решения электромагнитного вибровозбудителя также следует отнести сложность конструкции колебательной системы, состоящей из двух одинаковых и разнесенных колебательных систем, объединенных в одну общую систему.The disadvantages of the known technical solution of the electromagnetic vibration exciter should also include the complexity of the design of the oscillatory system, consisting of two identical and spaced oscillatory systems, combined into one common system.

Кроме того, существенным недостатком аналогов является поддатливость пружин растяжения-сжатия в поперечном относительно оси направлении, что может вызывать дополнительные колебания упругой системы в поперечном направлении и, следовательно, рассеяние энергии, а также снижение параметров резонансных колебаний.In addition, a significant disadvantage of analogues is the compliance of tension-compression springs in the transverse direction relative to the axis, which can cause additional vibrations of the elastic system in the transverse direction and, consequently, energy dissipation, as well as a decrease in the parameters of resonant vibrations.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является электромагнитный вибровозбудитель [Патент РФ 2356645, МКл. В 06 В 1/04. Электромагнитный вибровозбудитель // А.И. Костюк. – 2006103966/28; заявл. 10.02.2006; опубл. 27.05.2009, бюл. № 15. – 7 с.], содержащий электромагнит с предварительно введенным в него внутренним сердечником, якорь с присоединенным к нему регулировочным грузом и корпус статора, соединенные упругой системой, включающей пружину растяжения-сжатия, которая выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь и корпус статора, электромагнит прикреплен к корпусу статора и размещен внутри пружины растяжения-сжатия, а внутренний сердечник выполнен подвижным и одним концом прикреплен к якорю с возможностью колебаний якоря относительно корпуса статора.The closest in technical essence to the proposed invention is an electromagnetic vibration exciter [RF Patent 2356645, MCL. B 06 B 1/04. Electromagnetic vibration exciter // A.I. Kostyuk. – 2006103966/28; dec. 02/10/2006; publ. May 27, 2009, bul. No. 15. - 7 p.], containing an electromagnet with an internal core previously inserted into it, an armature with an adjusting weight attached to it and a stator housing, connected by an elastic system, including a tension-compression spring, which is made in the form of a sleeve cut in the middle part through a screw groove, forming non-working flange turns along the edges, to which the armature and the stator housing are attached, the electromagnet is attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, and the inner core is movable and at one end is attached to the armature with the possibility of the armature oscillating relative to the housing stator.

Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.This technical solution is taken as a prototype.

В прототипе только частично решена задача упрощения конструкции за счет выполнения упругой системы на одной пружине растяжения-сжатия и размещения электромагнита на одной оси внутри полости пружины.In the prototype, the problem of simplifying the design is only partially solved by performing an elastic system on one tension-compression spring and placing an electromagnet on one axis inside the spring cavity.

К недостаткам известного технического решения также следует отнести рассеяние энергии и снижение параметров резонансных колебаний, вызванные податливостью пружины растяжения-сжатия в поперечном относительно ее оси направления. Наличие технологического зазора в местах сопряжения поступательно движущегося внутреннего сердечника и охватывающей его внутренний полости электромагнита вследствие неточности сборки и возникающей несимметрии магнитного поля будет приводить к появлению силы одностороннего магнитного притяжения и смещению внутреннего сердечника относительно оси пружины, что вызывает дополнительные колебания упругой системы в поперечном направлении относительно оси пружины растяжения-сжатия.The disadvantages of the known technical solution should also include energy dissipation and a decrease in the parameters of resonant oscillations caused by the compliance of the tension-compression spring in a direction transverse with respect to its axis. The presence of a technological gap at the junction of the translationally moving inner core and the inner cavity of the electromagnet covering it, due to assembly inaccuracies and the resulting asymmetry of the magnetic field, will lead to the appearance of a one-sided magnetic attraction force and displacement of the inner core relative to the spring axis, which causes additional oscillations of the elastic system in the transverse direction relative to axis of the tension-compression spring.

Задачами изобретения являются упрощение конструкции и улучшение параметров резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.The objectives of the invention are to simplify the design and improve the parameters of resonant oscillations of the electromagnetic vibration exciter.

Решения задач достигается тем, что электромагнитный вибровозбудитель, содержащий электромагнит с предварительно введенным в него внутренним сердечником, якорь с присоединенным к нему регулировочным грузом и корпус статора, соединенные упругой системой, включающей пружину растяжения-сжатия, которая выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы, к которым прикреплены якорь и корпус статора, причем электромагнит прикреплен к корпусу статора и размещен внутри пружины растяжения-сжатия, а внутренний сердечник выполнен подвижным и одним концом прикреплен к якорю с возможностью колебаний якоря относительно корпуса статора, при этом второй конец внутреннего сердечника связан по скользящей посадке с корпусом статора, имеющим центральное отверстие диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника, а электромагнит выполнен в виде соленоидной катушки, прикрепленной к корпусу статора и размещенной внутри пружины растяжения-сжатия, образующей упруго подвижный магнитопровод с чередующимися воздушными и магнитопроводящими участками.Problem solving is achieved by the fact that an electromagnetic vibration exciter containing an electromagnet with an internal core previously inserted into it, an armature with an adjusting weight attached to it and a stator housing, connected by an elastic system, including a tension-compression spring, which is made in the form of a sleeve cut in the middle part through a screw groove, forming non-working flange turns along the edges, to which the armature and the stator housing are attached, moreover, the electromagnet is attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, and the inner core is made movable and at one end is attached to the armature with the possibility of oscillation of the armature relative to stator housing, wherein the second end of the inner core is connected in a sliding fit with the stator housing having a central hole with a diameter equal to the diameter of the inner core, and the electromagnet is made in the form of a solenoid coil attached to the stator housing and placed inside the tension-compressed spring ion, forming an elastically movable magnetic circuit with alternating air and magnetically conductive sections.

Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новые технические результаты: упрощение конструкции и улучшение параметров резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.The application of the proposed set of essential features allows you to get new technical results: simplifying the design and improving the parameters of resonant oscillations of the electromagnetic vibration exciter.

Первая задача изобретения решена за счет замены электромагнита соленоидной катушкой и включением пружины растяжения-сжатия, образующей упруго подвижный магнитопровод, в общую магнитную цепь электромагнитного вибровозбудителя. Вторая задача изобретения решена за счет установки внутреннего сердечника в корпусе статора, выполненного с центральным отверстием диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника.The first task of the invention is solved by replacing the electromagnet with a solenoid coil and including a tension-compression spring forming an elastically movable magnetic circuit into a common magnetic circuit of the electromagnetic vibration exciter. The second objective of the invention is solved by installing the inner core in the stator housing, made with a central hole with a diameter equal to the diameter of the inner core.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство электромагнитного вибровозбудителя.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the device of the electromagnetic vibration exciter.

Электромагнитный вибровозбудитель содержит соленоидную катушку 1, якорь 2, корпус статора 3, пружину растяжения-сжатия 4 с витками-фланцами 5 и 6, внутренний сердечник 7 и регулировочный груз 8.The electromagnetic vibration exciter contains a solenoid coil 1, an armature 2, a stator housing 3, a tension-compression spring 4 with flange turns 5 and 6, an inner core 7 and an adjusting weight 8.

Соленоидная катушка 1 размещена внутри пружины растяжения-сжатия 4 и закреплена на корпусе статора 3. Пружина растяжения-сжатия 4 выполнена в виде втулки, прорезанной в средней части сквозным винтовым пазом, образуя по краям нерабочие витки-фланцы 5 и 6, которые жестко связаны с якорем 2 и корпусом статора 4, образуя упругую систему.The solenoid coil 1 is placed inside the tension-compression spring 4 and is fixed on the stator housing 3. The tension-compression spring 4 is made in the form of a sleeve cut in the middle part with a through helical groove, forming non-working flange turns 5 and 6 along the edges, which are rigidly connected with armature 2 and stator housing 4, forming an elastic system.

Внутренний сердечник 7 одним концом неподвижно связан с якорем 2, а вторым концом по скользящей посадке связан с корпусом статора 3, выполненным с центральным отверстием диаметром, равным диаметру внутреннего сердечника 7. К якорю 2 прикреплен регулировочный груз 8.The inner core 7 is fixedly connected with the armature 2 at one end, and the second end is connected by a sliding fit to the stator housing 3, made with a central hole with a diameter equal to the diameter of the inner core 7. An adjusting weight 8 is attached to the anchor 2.

При такой конструкции магнитная система вибровозбудителя включает в себя соленоидную катушку 1, якорь 2, корпус 3, внутренний сердечник 7 и податливый в продольном направлении внешний магнитопровод, состоящий из пружины растяжения-сжатия 4, витки которой образуют магнитопроводящие участки и чередующиеся воздушные промежутки, образованные сквозным винтовым пазом.With this design, the magnetic system of the vibration exciter includes a solenoid coil 1, an armature 2, a housing 3, an inner core 7 and an external magnetic circuit pliable in the longitudinal direction, consisting of a tension-compression spring 4, the coils of which form magnetically conductive sections and alternating air gaps formed through screw groove.

Электромагнитный вибровозбудитель работает следующим образом.Electromagnetic vibration exciter works as follows.

При протекании по соленоидной катушке 1 переменного или пульсирующего тока в образованных между витками пружины растяжения-сжатия 4 воздушных промежутках возбуждается магнитное поле. Магнитное поле приводит к созданию пульсирующей электромагнитной силы, сжимающей витки пружины растяжения-сжатия 4.When flowing through the solenoid coil 1 alternating or pulsating current in the air gaps formed between the coils of the tension-compression spring 4, a magnetic field is excited. The magnetic field leads to the creation of a pulsating electromagnetic force that compresses the coils of the tension-compression spring 4.

Возникающая между витками электромагнитная сила деформирует пружину растяжения-сжатия 4 и приводит в движение якорь 2 и неподвижно связанный с ним внутренний сердечник 7 в направлении корпуса статора 3.The electromagnetic force arising between the turns deforms the tension-compression spring 4 and drives the armature 2 and the inner core 7 fixedly connected to it in the direction of the stator housing 3.

В момент времени, когда ток и электромагнитная сила равны нулю пружина растяжения-сжатия 4 возвращается в исходное состояние и отбрасывает друг от друга якорь 2 и корпус статора 3.At the moment when the current and electromagnetic force are equal to zero, the tension-compression spring 4 returns to its original state and throws the armature 2 and the stator housing 3 away from each other.

Настройка колебательной системы на резонанс выполняется после присоединения корпуса статора 3 к рабочему органу вибрационной машины путем подбора регулировочного груза 8.The adjustment of the oscillatory system to resonance is performed after the stator housing 3 is attached to the working body of the vibration machine by selecting the adjusting weight 8.

Частота колебаний электромагнитного вибровозбудителя определяется частотой тока, протекающего по соленоидной катушке 1. Собственная частота колебаний якоря 2 относительно корпуса статора 3 принимается приблизительно равной частоте протекающего тока с помощью подбора масс и коэффициента жесткости пружины растяжения-сжатия 4.The oscillation frequency of the electromagnetic vibration exciter is determined by the frequency of the current flowing through the solenoid coil 1. The natural oscillation frequency of the armature 2 relative to the stator housing 3 is assumed to be approximately equal to the frequency of the flowing current using the selection of masses and the coefficient of stiffness of the tension-compression spring 4.

Максимальная величина амплитуды колебаний якоря определяется суммарной длиной воздушных промежутков, образованных сквозным винтовым пазом.The maximum value of the armature oscillation amplitude is determined by the total length of the air gaps formed by the through helical groove.

Решение по установке свободного конца внутреннего сердечника 7 в корпусе статора 3 с использованием скользящей посадки позволяет к минимуму свести поперечные колебания упругой системы и уменьшить рассеяние энергии, а также улучшить параметры резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.The decision to install the free end of the inner core 7 in the stator housing 3 using a sliding fit allows you to minimize the transverse vibrations of the elastic system and reduce energy dissipation, as well as improve the parameters of resonant vibrations of the electromagnetic vibration exciter.

Таким образом, предложенные решения, позволяют упростить конструкцию и улучшить параметры резонансных колебаний электромагнитного вибровозбудителя.Thus, the proposed solutions make it possible to simplify the design and improve the parameters of resonant oscillations of the electromagnetic vibration exciter.

Claims

An electromagnetic vibration exciter containing an electromagnet with an internal core previously inserted into it, an armature with an adjusting weight attached to it and a stator housing, connected by an elastic system, including a tension-compression spring, which is made in the form of a sleeve cut in the middle part by a through screw groove, forming along non-working flange turns to which the armature and the stator housing are attached, wherein the electromagnet is attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, and the inner core is movable and at one end is attached to the armature with the possibility of the armature oscillating relative to the stator housing, characterized in that that the second end of the inner core is connected in a sliding fit with the stator housing having a central hole with a diameter equal to the diameter of the inner core, and the electromagnet is made in the form of a solenoid coil attached to the stator housing and placed inside the tension-compression spring, forming an elastic movable magnetic circuit with alternating air and magnetically conductive sections.