SU1720742A1

SU1720742A1 - Vibration exciter

Info

Publication number: SU1720742A1
Application number: SU894672787A
Authority: SU
Inventors: Виталий Андреевич Ксензенко; Владимир Александрович Колот; Николай Иванович Горняк; Вячеслав Иванович Горяной
Original assignee: Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл получени механических колебаний и может быть использовано в различных отрасл х промышленности. Цель изобретени - расширение эксплуатационных возможностей вибровозбудител за счет обеспечени регулировани возмущающей силы как при переменной, так и при неизменной скорости вращени путем осуществлени регулировани перемещени дебаланса при помощи пергетекани жидкости по каналам в его гидросистеме. Осуществление регулировани возмущающей силы как при переменной, так и при неизменной скорости вращени приводного вала производитс путем изменени количества перетекаемой жидкости из полости Б приводного вала в полость С гидроаккумул тора под действием центробежной силы, создаваемой дебалансом. Останов дебаланса в заданном положении осуществл етс золотником. Управление поршнем гидроаккумул тора и золотником производитс соответственно след щим устройством и управл ющим устройством, взаимосв занными между собой. 1 ил.The invention relates to devices for producing mechanical vibrations and can be used in various industries. The purpose of the invention is to expand the operational capabilities of the vibration exciter by providing adjustment of the disturbing force both at a variable and at a constant rotational speed by controlling the movement of the unbalance by pertegating the fluid through the channels in its hydraulic system. The adjustment of the disturbing force both at variable and constant speed of rotation of the drive shaft is carried out by changing the amount of fluid flowing from the cavity B of the drive shaft to the cavity C of the hydroaccumulator under the action of the centrifugal force created by the unbalance. The unbalance is stopped at a predetermined position by a spool. The control of the hydroaccumulator piston and the spool is performed respectively by a tracking device and a control device interconnected. 1 il.

Description

Изобретение относитс к устройствам дл создани вибраций вращающимис неуравновешенными массами и может быть использовано в различных отрасл х промышленности , в частности в машиностроё- нии дл стабилизации остаточных напр жений в металлоконструкци х.The invention relates to devices for creating vibrations by rotating unbalanced masses and can be used in various industries, in particular in mechanical engineering for stabilizing residual stresses in metal structures.

Наиболее близким к предлагаемому вибровозбудителю по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс вибратор , содержащий корпус, установленный в нем приводной вал с полостью дл жидкости , размещенный в ней с возможностью перемещени в направлении, перпендикул рном оси приводного вала дебаланс, и дроссель, при этом в корпусе выполнен канал , сообщенный с полостью..The closest to the proposed exciter according to the technical essence and the effect achieved is a vibrator, comprising a housing, a drive shaft mounted therein with a liquid cavity, accommodated in it with the ability to move an unbalance in a direction perpendicular to the axis of the drive shaft, and a choke, the body is made channel communicated with the cavity ..

Известный вибратор обеспечивает получение пусковых характеристик как линейных , так и нелинейных, однако не позвол ет The known vibrator provides the starting characteristics of both linear and nonlinear, but does not allow

производить изменение (регулирование) возмущающей силы при неизменной скорости вращени приводного вала, что не по- звол ет его использовать в р де технологических процессов, например, дл стабилизации остаточных напр жений в металлоконструкци х , где при неизменной скорости вращени приводного вала (частоте возмущающей силы) необходимо обеспечение различных временных нагрузок.make a change (regulation) of the disturbing force at a constant speed of rotation of the drive shaft, which does not allow it to be used in a number of technological processes, for example, to stabilize residual stresses in metal structures, where at a constant speed of rotation of the drive shaft (the frequency of the disturbing force a) it is necessary to provide various temporary loads.

Цель изобретени - расширение эксплуатационных возможностей.The purpose of the invention is the expansion of operational capabilities.

Поставленна цель достигаетс тем, что вибровозбудитель, содержащий корпус, установленный в нем приводной вал с полостью дл жидкости, размещенный в ней с возможностью перемещени в направлении , перпендикул рном оси приводного вала дебаланс, и дроссель, а в корпусе выполнен канал, сообщенный с полостью,The goal is achieved by the fact that a vibration exciter, comprising a housing, a drive shaft mounted therein with a fluid cavity, disposed in it in the direction perpendicular to the axis of the drive shaft, and a throttle, and in the housing a channel communicating with the cavity,

NN

ЮYU

ОABOUT

22

WW

снабжен гидроаккумул тором со след щим устройством и сообщенным каналом с его штоковой полостью, золотником с управл ющим устройством, с последним св зано след щее устройство, а дроссель размещен в канале между золотником и гидроаккумул тором .it is equipped with a hydraulic accumulator with a tracking device and a communicated channel with its rod cavity, a spool with a control device, the tracking device is connected to the latter, and the choke is placed in the channel between the spool and the hydraulic accumulator.

На чертеже изображен вибвровозбуди- тель.Вибровозбудитель содержит корпус 1, размещенный в нем приводной вал 2 с полостью Б, перпендикул рной оси последнего . В полости Б приводного вала 2 размещены дебаланс 3 и жидкость (масло). Полость Б приводного вала 2 посредством каналов б св зана с золотником 4, дросселем 5 и штоковой полостью С гидроаккуму-, л тора 6, поршень 7 которого св зан со штоком 8. Шток 8 гидроаккумул тора 6 св зан со след щим устройством 11, фиксирующим величину перемещени поршн 7, Шток 9 золотника 4 св зан с управл ющим устройством 10 перемещени золотника. Золотник 4 снабжен возвратной пружиной 12. Дл увеличени массы дебаланса 3 в его полости Б размещен материал с большой плотностью, например, свинец. Вибровозбудитель работает следующим образом.The drawing shows a vibroactivator. The vibration exciter comprises a housing 1, a drive shaft 2 therein, with a cavity B, perpendicular to the axis of the latter. In the cavity B of the drive shaft 2 placed unbalance 3 and liquid (oil). The cavity B of the drive shaft 2 is connected via channels b to the spool 4, the throttle 5 and the rod end C of the hydroaccumulator, the torus 6, the piston 7 of which is connected to the rod 8. The rod 8 of the accumulator 6 is connected to the follower 11, fixing the amount of movement of the piston 7, the rod 9 of the spool 4 is connected with the control device 10 of the movement of the spool. The spool 4 is equipped with a return spring 12. In order to increase the mass of unbalance 3, a material with a high density, for example, lead, is placed in its cavity B. Vibro works as follows.

При вращении приводного вала 2 дебаланс 3 под действием центробежной силы начинает перемещатьс внутри полости Б, удал сь от оси вала 2, при этом жидкость из полости Б приводного вала 2 через каналы б, включенный золотник 4 и дроссель 5 перетекает в штоковую полость С гйдроак- кумул тора 6, сжима поршнем 7 нейтральный газ (например, азот), предварительно зар женный в полость Д гидроаккумул тора 6 через зар дный клапан 13.When the drive shaft 2 rotates, the unbalance 3 under the action of centrifugal force begins to move inside cavity B, moving away from the shaft axis 2, and the fluid from cavity B of the drive shaft 2 through channels b, the spool 4 turned on, and throttle 5 flow into the rod cavity C hydrodac the cumulator of torus 6 is compressed by the piston 7 of a neutral gas (for example, nitrogen), which is preliminarily charged into the cavity D of the hydroaccumulator 6, through the charging valve 13.

При перемещении (удалении от Оси приводного вала 2)-дебаланса 3 увеличиваетс возмущающа сила по зависимости Р т (где т - масса дебаланса 3, ш- углова скорость вращени приводного вала 2;т- рассто ние центра массы m от оси дебаланса 3 вращени вала 2).When moving (away from the axis of the drive shaft 2) -balance 3, the disturbing force increases according to Pt (where t is the unbalance mass 3, w is the angular velocity of rotation of the drive shaft 2; t is the center of mass distance m from the unbalance axis 3 of shaft rotation 2).

Контроль за возмущающей силой осуществл етс при помощи след щего устройства 11, регистрирующего перемещение штока 8 поршн 7, Останов дебаланса 3 в заданном положении независимо от угловой скорости осуществл етс золотником 4..The perturbing force is controlled by a tracking device 11 that registers the movement of the piston rod 8 8, the unbalance 3 is stopped in a predetermined position, regardless of the angular velocity, by the spool 4.

Дл возврата (перемещени к оси приводного вала 2) дебаланса 3 необходимо, не останавлива вращение приводного вала 2, уменьшить его обороты. При этом накопленна потенциальна энерги гидроаккумул тора 6, действу на поршень 7, выжимает жидкость из полости С по каналам б в полость Б приводного вала 2 и перемещает дебаланс 3 к оси приводного вала.To return (displacement to the axis of the drive shaft 2) unbalance 3, it is necessary, without stopping the rotation of the drive shaft 2, to reduce its speed. In this case, the accumulated potential energy of the hydroaccumulator 6, acting on the piston 7, squeezes the fluid from the cavity C through the channels b into the cavity B of the drive shaft 2 and moves the unbalance 3 to the axis of the drive shaft.

Перемещение осуществл етс путем включени золотника 4 управл ющим устройством 10, св занным со след щим устройством 11 перемещени штока гидроаккумул тора .The movement is carried out by turning on the spool 4 by the control device 10 connected to the follower 11 of the movement of the hydroaccumulator rod.

При сообщении приводному валу 2 вращательного движени вместе с ним начинает вращатьс дебаланс 3, наход щийс в исходном положении подWhen a rotational movement is communicated to the drive shaft 2, the unbalance 3, which is in the initial position below

воздействием усили создаваемого гидроаккумул тором б, при не перекрытом канале б золотником 4.by the action of the force created by the hydroaccumulator b, when the spool is not blocked by channel b 4.

Под действием возникающей центробежной силы дебаланс 3, преодолева сопротивление гидроаккумул тора 6 и дроссел 5, при включенном с помощью управл ющего устройства 10 золотнике 4, начинает перемещатьс в полости Б, вытесн из нее жидкость через сообщающийс канал б, золотник 4 и дроссель 5 в штоковую полость С гидроаккумул тора 6, сжима поршнем 7 нейтральный газ в полости Д.Under the action of the centrifugal force arising, the debalance 3, overcoming the resistance of the hydroaccumulator 6 and the throttle 5, when the spool 4 is turned on with the help of the control device 10, begins to move in the cavity B, displacing the liquid through the connecting channel b, the valve 4 and the choke 5 into the rod. cavity C hydroaccumulator 6, compressed by piston 7 neutral gas in cavity D.

При этом след щее устройство 11 по величине перемещени 1 f(n) штока 8 аккумул тора 6 регистрирует положение п дебаланса 3, а при тарировке зависимости Р т огг - и величину возмущающей силы (где т - масса дебаланса; ш - углова скорость вращени приводного вала; п - рассто ние центра массы дебаланса от оси приводного вала).The following device 11, by the amount of movement 1 f (n) of the rod 8 of the battery 6, registers the position n of the unbalance 3, and when calibrating the dependence P t ogg, the magnitude of the disturbing force (where t is the unbalance mass; w is the angular rotational speed of the driving shaft; n is the distance of the center of mass of the unbalance from the axis of the drive shaft).

При достижении резонанса золотник 4 с помощью управл ющего устройства 10 перекрывает полость б. Таким образом обеспечиваетс дозированна по амплитуде и возмущающей силе вибрационна обработка , обеспечивающа стабилизацию остаточных напр жений в металлоконструкции на данной резонансной частоте. При обнаружении в диапазоне регулировани привода нескольких резонансных частот (гармоник) металлоконструкции осуществл етс фиксированна настройка величины дебаланса на каждой резонансной частоте, начина сWhen resonance is reached, the valve 4 with the help of the control device 10 closes the cavity b. In this way, vibration treatment is metered in amplitude and perturbing force, which stabilizes the residual stresses in the metalwork at a given resonant frequency. When detecting several resonant frequencies (harmonics) of a metal structure in the drive control range, the unbalance value is fixed at each resonant frequency, starting with

высшей, а следовательно, и технологически необходимой дл данной массы, жесткости металлоконструкции, возмущающей силы. Уменьшение возмущающей силы (до технологически необходимой) осуществл етс заhigher, and therefore technologically necessary for a given mass, metal rigidity, disturbing force. The reduction of the disturbing force (to the technologically necessary) is carried out in

счет накопленной в гидроаккумул торе потенциальной энергии при включении золотника управл ющим устройством 10 и неизменной скорости вращени приводного вала.the accumulated potential energy accumulated in the hydroaccumulator when the spool is turned on by the control device 10 and the constant speed of rotation of the drive shaft.

Предлагаемый вибровозбудитель позвол ет расширить -технологические возможности регулировани возмущающей силы как при изменении угловой скорости вращени приводного вала, так и при неизменно заданной, что очень важно при поиске наиболее эффективных режимов вибростабилизации остаточных напр жений в Металлоконструкци х. Благодар наличию управл ющего и, след щего устройства вибровозбудитель позвол ет осуществл ть настройку (дозирование) амплитудно-частотных характеристик в автоматическом режиме , тем самым устанавливать любые законы изменени этих характеристик,The proposed vibration exciter allows you to expand the technological possibilities of regulating the disturbing force both when the angular speed of rotation of the drive shaft changes and when it is always specified, which is very important when searching for the most effective vibration stabilization modes of residual stresses in metal structures. Due to the presence of a controlling and tracking device, the exciter allows the tuning (metering) of the amplitude-frequency characteristics in automatic mode, thereby setting any laws for changing these characteristics,

Claims

Vibro-exciter comprising a housing, a drive shaft mounted therein with

0

five

the cavity for the fluid, placed in it with the ability to move in the direction perpendicular to the axis of the drive shaft, unbalance and throttle, and in the housing there is a channel communicated with the cavity, which is characterized by the fact that a hydroaccumulator with a tracking device and a communicated channel with its rod cavity, a spool with a control device, with the latter an associated tracking device, and a choke is placed in the channel between the spool and the hydroaccumulator.

d in

g