SE505856C2 - Osymmetrisk mekanisk vibrationsanordning med yttre justering för vibrationssilar och annan utrustning - Google Patents

Description

15 * 20 25 30 35 505 e56_ 2 För att i görligaste mån minska ovannämnda problem har kom- pakta universella vibrationsanordningar utvecklats som framgår av figur 2, vilka består av ett styvt lagerhus med ett par lager och innehåller en yttre centrumfläns för att fastsättas på utrustningens motsvarande sidoplattor, där lagren bär en kort axel, vars motsatta gavlar bär motsva- rande justerbara motvikter, av vilka den ena ligger innan- för utrustningens motsvarande sidoplatta.

Den första kända mekanismen med en lång tvärgående axel ersattes då av ett par kompakta, universella vibrationsa- nordningar som vardera uppsatts på vibrationssilens (eller annan utrustnings) motsvarande sidovägg och enligt figur 3 kopplats samman med en annan vibrationsanordning via ett parti hos en böjlig kopplingsaxel.

Varje känd kompakt vibrationsanordning kan ersättas som sluten enhet eller paket som möjliggör underhåll i ren omgivning.

I en kompakt vibrationsanordning av ovannämnda slag minskar belastningens fördelning på två lager lagerdiametrarna, i motsats till vanligtvis ett i anordningen med en lång axel, och tillåter högre rotationshastigheter. Kostnaden och vikten av den ovannämnda slags kompakta anordningen är avsevärt lägre än hos anordningen med lång axel med åt- följande förbättring av underhållsmöjligheternå.

Trots att den uppvisar flera fördelar i jämförelse med anordningar med lång axel har den kända kompakta anord- ningen (med kort axel) icke desto mindre infört vissa begränsningar som inte förelåg i den klassiska anordningen med lång tvärlöpande axel som omfattar: - ett större inre utrymme upptas i silen (eller i annan utrustning) än som krävs hos den klassiska lösningen med lång axel; - den excentriska massan måste inställas även inuti ut- 10 15 20 25 30 35 sosiase 3 rustningen, eftersom motvikterna ligger på båda sidor om motsvarande sidoplattor i utrustningen.

Idealet vore att använda en känd kompakt vibrationsanord- ning enligt figur 4, men där justeringen av de excentriska vikterna sker endast på utsidan av utrustningens motsvaran- de sidovägg.

Denna anordnings enligt figur 4 mekaniska livslängd minskas emellertid avsevärt.

Man bör observera att inget böjmoment i balanserat till- stånd enligt figur 4 utövas på sidoplattorna, eftersom: Fl x Ll = F2 x L2 R1 = R2= (Fl + F2)/2 Mo = 0 Avlägsnandet av justeringsvikten (Q) på endast en sida, d.v.s. på utsidan, skapar enligt figur 5 ett obalanserat tillstånd, där: F'l< Fl F'l X L1 < F2 X L2 RI < R2 Mo = O = P2 x L2 - F'l x Ll Krafterna Rl och R2 på lagren är olika och ökar istället för att fördelas jämt som i fallet av den kompakta vibra- tionsanordningen enligt figurerna 2 och 3.

Ett böjmoment Mo uppträder även i förhållande till sido- plattorna när böjmomentens jämvikt blivit störd i förhål- lande till mekanismens centrum.

Att dylika böjmoment uppträder på sidoväggarna eller sido- plattorna i en vibrationssil eller liknande utrustning är oacceptabelt. 10 15 -20 25 30 35 505 856 4 Föreliggande uppfinning har således till syfte att åstad- komma en mekanisk vibrationsanordning för en vibrationssil och/eller annan utrustning som uppvisar en lätt och kort axel som erfordrar ett par lager med mindre dimensioner för att arbeta med högt varvtal som kan demonteras på ett ställe som är skilt från installationsplatsen, som kan uppsättas på en sidovägg av utrustningen på så sätt att den uppvisar justering av motvikten endast på denna sidoväggs utsida och som möjliggör att åstadkomma en balanserad fördelning av krafterna på lagren och frånvaron av böjmo- ment på utrustningens sidoväggar.

Som tidigare nämnts åstadkommer uppfinningen en sådan mekanisk vibrationsanordning som omfattar ett lagerhus som är försett med en ytterfläns för dess fastsättning på utrustningens sidoplatta och som med hjälp av lager bär en bestämd del av axeln som bär motviktselement och element för att koppla axeln till drivenheten och/eller någon annan mekanisk vibrationsanordning.

Vibrationsanordningens axel uppvisar enligt föreliggande uppfinning ett inre gavelparti som skjuter fram ur lager- huset och som bär en excentrisk balansmotvikt och uppvisar ett axiellt läge som är fixerat och ligger på avstånd från lagerhusets centrum med som följd av Vibrationsanordningens konstruktion minskade radiella dimensioner och minskad massa, och ett yttre gavelparti som skjuter ut'ur lagerhu- set och bär ett excentriskt yttre motviktsorgan, som ligger på mindre avstånd från lagerhusets centrum än balansmot- vikten och med radiella dimensioner och med en massa som är avsevärt större än balansmotviktens, varvid motviktsorga- nets radiella dimension och axiella läge kan väljbart ändras för att motverka den excentriska huvudmassans och balanseringsmassans böjmoment i förhållande till lagerhu- sets centrum och för att alstra en excentrisk kraft som erfordras för att driva vibrationsanordningen, varvid den fria änden av axelns ytterparti är försedd med element för 10 15 20 25 30 35 sos-856 5 att vid behov koppla den till en drivenhet.

Denna nya ovannämnda konstruktionsprincip för att åstadkom- ma en kompakt vibrationsanordning möjliggör att erhålla en kompakt vibrationsanordning med en axel och inre motvikter med minskade dimensioner och som är lätt demonterbar från en av utrustningens sidoväggar och som inte utövar anmärk- ningsvärda böjmoment på sidoväggarna.

Inställningen av den excentriska massan sker endast på utrustningens utsida, varvid böjmomentet i varje fall lämnas oförändrat, d.v.s. avstånden mellan lagerhuset och de excentriska massorna ökas proportionellt då de utövade krafterna minskas.

Uppfinningen beskrivs i anslutning till de bifogade rit- ningarna, på vilka: - figur 1 visar ett diametralt längsgående snitt genom en känd vibrationsanordning som omfattar en avlång axel som i tvärled lagras på utrustningens motsatta sidoväggar; - figur 2 visar ett diametralt längdsnitt genom en känd kompakt vibrationsanordning; - figur 3 visar ett diametralt längdsnitt genom ett par vibrationsanordningar av det i figur 2 visade slaget upp- satta på en vibrationssil; - figur 4 visar schematiskt de krafter som verkar på lagren i en kompakt vibrationsanordning av det i figur 2 visade slaget i balanserat tillstånd; ' - figur 5 visar schematiskt vibrationsanordningen i figur 2, där belastningsfördelningen och böjmomentens balansering sker endast med hjälp av massjustering på utrustningens utsida; - figur 6 visar schematiskt en osymmetrisk vibrationsanord- ning i enlighet med föreliggande uppfinning i balanserat tillstånd; - figur 7 visar ett diametralt längdsnitt genom den kompak- 10 15 *2O 25 30 35 sus sse 6 ta mekaniska vibrator, som utgör föremål för föreliggande uppfinning; - figur 7a visar ett diametralt längdsnitt genom den balan- serande motvikten 37 utmed linjen A-A i figur 7; - figur 8 visar den i figur 10 visade vibrationsanordning- en framifrån; - figur 9 visar ett snitt genom det i figurerna 10 och 11 visade paret vibrationsanordningar uppsatt på vibrationssi- len; och - figurerna 10, 11 och 12 visar schematiskt andra möjlig- heter att justera pulsgivningen av den föreliggande kompak- ta vibrationsanordningen med hjälp av förflyttning av en massa eller genom minskning och förflyttning av den ex- centriska huvudmassan.

Den i figur 1 visade välkända lösningen omfattar en vibra- tionsanordning som består av ett par lagerhus 1 som vardera innehåller ett lager 3 och som är uppsatta på motsatta sidoväggar (P) i en vibrationssil, t.ex. för att bära en enda avlång axel 4 som på ena av sina ändar bär en remskiva 5 med flera spår för att ansluta axeln till någon lämplig drivenhet.

Den i figurerna 2 och 3 visade andra kända lösningen avser en kompakt mekanisk vibrationsanordning som innehåller ett lagerhus la som omsluter ett par lager 3a och som innehål- ler en ytterfläns 2 som kan fastsättas på enfav sidoväggar- na (P) i en vibrationssil PV, varvid lagren bär en kort axel 4 som på sina motsatta ändar bär motsvarande juster- bara motvikter 6.

Var och en av vibrationsanordningarna är uppsatt på en av sidoväggarna P i vibrationssilen PV så att dess inre ändar blir sammanbundna av en böjlig kopplingsaxel 7.

Figurerna 5, 7, 8 och 9 åskådliggör den osymmetriska vibra- tionsanordningen i enlighet med föreliggande uppfinning som 10 15 20 25 30 35 5o5~s5eå 7 omfattar ett lagerhus 10 i stål eller i gjutjärn med en ytterfläns 11 som är försedd med ett ringformigt urtag 12 på gaveln och en smörjnippel 13 för olja eller fett som placerats på ett ställe på flänsens 11 omkrets och som står i förbindelse med lagerhusets 10 insida via en ledning eller passage 14 som upptagits i lagerhusets material.

Lagerhuset 10 omsluter med hjälp av två flänsar eller gavellock 20 som fastsatts med bultar 21 därpå ett par lågfriktionslager 30 som åtskiljs med hjälp av en distans- ring 31 och som svarar för lagringen av en axels 40 mitt- parti, varvid lagren 30 ligger symmetriska i förhållande till silens sidovägg P.

Axeln 40 uppvisar ett inre gavelparti 41 som skjuter fram ur lagerhuset 10 för att motta och fasthålla en inre balan- seringsmotvikt 37 och något element, exempelvis en kopp- ling, för att sammankoppla två på motsatta sidor om en vibrationssil PV fastsatta vibrationsanordningar, exempel- vis sådana som framgår av figur 9, och ett yttre gavelparti 42 som skjuter ut från lagerhuset 10.

Såsom framgår av figur 7 är varje gavellock eller fläns 20 i lagerhuset 10 utformad för att axiellt fasthålla ett par lager 30 så att de begränsar en fettkammare för lagerhu- set/lagerenheten och ett säte för en tätning 25.

'I Man bör även observera att den yttre gaveln på lagerhusets 10 varje gavelfläns eller lock 20 är utformad så att den bildar en labyrint tillsammans med motsvarande motfläns 50 med L-formigt tvärsnitt, varvid dess nedre ben ligger intill axeln 40 och bildar anliggnings- och slitytan för tärningen 25 och med insidan av dess övre ben kompletterar den ovannämnda labyrinten.

En liten balanseringsmotvikt 37 som motsvarar en liten andel av den excentriska massan är med hjälp av diametralt 10 15 *20 25 30 35 soslsss 8 passerande bultar 35 fastsatt på axelns 41 inre parti, varvid balanseringsmotvikten i det visade exemplet har en halvcylindrisk profil med dess diametrala yta tillplattad i mitten och liggande an mot axeln 40.

På axelns 40 yttre gavelparti 42 är en huvudmotvikt 60 upp- satt intill lagerhuset 10, varvid motvikten har en hammar- liknande profil som begränsas av en i stort sett fyrkantig platta vinkelrät mot axeln 40 och som har sin radiellt inåtliggande gavelkant inlemmad i ett nav 67 som är fast- sättningsbart runt axelns 40 yttre gavelparti 42 för att undvika relativa vridningsrörelser och axiella rörelser.

Plattan 60 är försedd med en rad genomgående hål 61 och med hål 62 för att anpassas och fastsättas på någon av de mot- liggande ytorna och med en justerande motvikt 65 likaledes i form av en mindre platta som är försedd med genomgående hål 65a som kan föra i linje med motsvarande rad genomgåen- de hål 61 i huvudmotvikten 60 för att uppsätta fästbultar 68.

Den justerande motvikten 65 bär dessutom utskjutande cen- trerstift 63 som passar in i huvudmotviktens 60 motsvarande hål 62.

Figur 6 åskådliggör schematiskt en balanserad men osymmet- risk konstruktion av den föreliggande kompakta'vibrations- anordningen enligt föreliggande uppfinning enligt figur 7.

I tillståndet enligt figur 6 föreligger ett samband mellan verkande krafter och moment på lagerhuset: Fl X LI = F3 x L3 Rl = R2 = (Fl + F3)/2 Mo = 0 I vibrationsanordningens störstmöjliga pulsgivningstill- 10 15 20 25 30 35 sosåsss 9 stånd som schematiskt framgår av figur 10 är den justerande motvikten 65 placerad i sin radiellt yttersta fastsätt- ningsposition i förhållande till motvikten 60 för att alstra en centrifugalkraft F2 som verkar på ett avstånd L2 intill mekanismens centrum.

I detta tillstånd föreligger Fl x L1 + F2 x L2 = F3 x L3 RI = R2 = (Fl + F2 + F3)/2 MO = O I det schematiskt i figur 11 åskådliggjorda tillståndet är den justerande motvikten 65 uppsatt på en mindre radie 50 för att alstra en centrifugalkraft F'2 som är mindre än den i dess position enligt figur 10 alstrade kraften F2.

Det ursprungliga avståndet L2 ökar emellertid till L'2 i samma förhållande som radien minskar och som böjmomentet Mo på utrustningens vägg P elimineras.

I fallet enligt figur 11 balanseras den excentriska massan genom att flytta det yttre motviktselementets 60, 65 massa, varvid följande samband upprätthålls: F'2 x L'2 = F2 x L2 (i figur 10) F'2 x L'2 +-Fl x L1 = F3 x L3 R1 = R2 = (Fl + F'2 + F3)/2 I den enligt figur 12 föreslagna balanseringslösningen får den yttre motvikten 60a sin position ändrad för att fram- kalla en centrifugalkraft F4, vars storlek är lika med kraften Fl i de föregående exemplen, men där dess avstånd L4 till lagerhusets 10 centrum ökas för att upprätthålla enhetens balans: F3 X L3 (F4 + F3)/2 F4 X L4 Rl = R2 10 15 *20 25 30 35 505' 85,6' 10 Såsom framgår möjliggör den nya konstruktiva lösningen att ändra de krafter som alstras av mekanismen genom att ändra de yttre motvikternas position eller även genom att av- lägsna den justerande motvikten 65.

I samtliga dessa fall sker den excentriska massans balanse- ring på utrustningens utsida, eftersom balansens 37 vikt förblir fastsatt på axelns 40 inre ände 41 i ett fixerat och bestämt läge som upprätthåller ett konstant och för- hållandevis stort avstånd L3 till lagerhusets 10 centrum.

Den första balanseringen, där den av mekanismen alstrade kraften minskas med ungefär 15 % består i att placera den justerande motvikten 65 på en mindre radie i ett läge 63a (fig 7) som i enlighet med figur 11 bibehåller böjmomentet i förhållande till silens sidoplattor P oförändrad.

Den andra balanseringen, där den ursprungliga kraften minskats med ungefär 30 % består i att avlägsna den juste- rande motvikten 65 och att uppsätta huvudmotvikten 60 i omkastad position 60a (fig 7) för att skilja den från sidoplattorna P genom att upprätthålla tillståndet i figur 12.

Såsom framgår av figur 7 stöds det yttre urtaget 12 i ytterflänsen 11 och ligger an mot sidoväggens P sig öpp- nande kant i utrustningen, på vilken vibrationšanordningen kommer att användas, varvid fastsättningen sker med hjälp av bultar 15.

Vibrationsanordningens ena hälft är således försedd med motvikter 60, 65 och anordnad på utsidan av utrustningens sidovägg P, medan den andra hälften är placerad på sido- väggens insida.

Vibrationsanordningens yttre hälft skyddas enligt figur 9 av ett lock E. 10 15 20 25 30 susfsse 11 Den ovannämnda vibrationsanordningen består av en kompakt enhet som kan uppsättas med hjälp av flänsar i en godtyck- lig vibrationstillämpning och kan uppsättas, demonteras, justeras, transporteras och lagras som en enda enhet, och ingen av komponenterna behöver demonteras.

Vad underhållet anbelangar så innebär motvikternas och de justerande vikternas utformning samt möjligheten att kunna uppsättas eller avlägsnas utan att demontera någon av komponenterna en avsevärd förbättring i jämförelse med befintliga utföringsformer med avseende på den tid och de verktyg som används under arbetet samt det för hanteringen tillgängliga utrymmet.

Föreliggande vibrationsanordning upptar utöver detta enligt figur 9 mindre inre utrymme, i vilken den används, vilket möjliggör att sätta utrustningen in i ett skyddande rör Sl med mindre diameter.

Figur 9 åskådliggör enheten med ett par vibrationsanord- ningar som utformats i enlighet med föreliggande uppfinning för en vibrationssil PV, varvid vibrationsanordningarna sammankopplats med hjälp av en böjlig inre axel 100, där dess ändar är kopplade till anslutningselement 41a som anordnats på båda axlars inre ändpartier.

De yttre ändpartiernas 42 fria ände som försetts med mot- svarande kopplingselement 42a är kopplad till en här icke visad axel av en lämplig drivenhet.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 505 856 g _ ,, Patentkrav

1. Osymmetrisk mekanisk vibrationsanordning med yttre justering för vibrationssilar och annan utrustning som omfattar ett lagerhus (10) som kan fastsättas på utrustningens sidovägg P och som via lager (30) bär ett mittparti av en axel (40), som bär motviktselement och kopplingselement till en drivenhet och/ eller någon annan mekanisk vibrationsanordning, k ä n n e - t e c k n a d a v, att axeln (40) uppvisar ett gavelparti på utrustningens insida, som skjuter fram ur lagerhuset (10) och som bär en inre excentrisk balanserande motvikt (37) med ett visst axiellt läge, som är fastsatt på avstånd från lagerhusets (10) centrum på ett första avstånd (L3) och har en förutbestämd massa och en störstmöjlig radiell utsträckning och ett yttre 'gavelparti på utrustningen, som skjuter fram ur lagerhuset (10) och bär ett excentriskt yttre motviktsorgan (60,65) på avstånd från lagerhusets (10) centrum på ett andra avstånd (L1), som är mindre än det första avståndet (L3) och som uppvisar en störst- möjlig radiell dimension samt en massa som är större än den inre balanserande motviktens (37), varvid det yttre motviktsor- ganets (60,65) axiella läge, radiella dimension och massa är valfritt variabla för att alstra bestämda excentriska krafter på vibrationsanordningen och böjmoment hos de balanserade ex- centriska gyromassorna för att utjämna belastningsfördelningen på lagerhusets (10) lager (30). , I

2. Vibrationsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att det yttre motviktsorganet (60,65) definieras av en huvudmotvikt (60) som kan fastsättas på axelns (40) yttre parti (42) i minst två olika axiella lägen och av en justerande mot- vikt (65), som är avtagbart fastsättningsbar på huvudmotvikten (60) på minst två olika radiella lägen, som motsvarar två mot- satta axiella positioner. Fä ~~5os sse

3. Vibrationsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att huvudmotvikten (60) har formen av en i stort sett fyrkantig platta vinkelrät mot axeln (40) med en gavelkant innesluten i ett nav (67) som är fastsättningsbart runt axelns (40) yttre gavel- parti (42). ' '

4. Vibrationsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e o k n a d av att den justerande motvikten (65) har formen av en platta som kan tätas och fastsättas mot någon av huvudmotviktens (60) motsatta ytor.

5. Vibrationsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den justerande motvikten (65) omfattar utskjutande stift (63) som kan insättas i motsvarande hàl (62) som utformats i huvudmot- viktens (60) motsatta ytor och genomgående hål (65a) som kan föras i linje med motsvarande hål (61) i huvudmotvikten (60) för att lata fästbultar (68) passera.

6. Vibrationsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e o k n a d av att varje kombination av huvudmotviktens (60) möjliga arbetslagen med möjliga arbetslagen av den justerande motvikten (65) alstrar en bestämd excentrisk kraft och motsvarande böjmoment som är lika med den som alstras av den balanserande motviktens rotation under vibrationsanordningens drift.