SU978947A1 - Секционный магнитострикционный вибратор - Google Patents

Description

Изобретение относ тс  к устройствам нспопьзуюпшм эффект магнитостршогаи дл  возбуждешш упругих колебаний, и может быть использовано в механизмах с активными рабочими органами вибрационного и виброударного действи  преимущественно дл  бурени  горных пород. Известны магнйгострикционные вибраторы , содержащие жестко соединенные с корпусом вдоль его продольной оси щихтованные магшггопроводы из набора магнитострикционных элементов и обмотки возбуждени  11 В таких вибраторах магнитопроводы вь1полнень1 с посто нным поперечным сечением, что не позвол ет эффективно использовать весь объем магнитостр кЦИОННО1Х ) материала дл  генерашга механических колебаний. Наиболее близок к предлагаемому секционный магшггострикпионный вибратор , состо щий из корпуса и жестко закрепленных в нем секций из магнитострик ционнс ю материала в виде замкнутых магнитопроводов с обмотками возбужде ни  2 . Недостаток этого устройства состоит в невысокой амплитуде механических колебаний . Целью изобретени   вл етс  повьппение амплитуды механических колебаний маг нигострикпионного вибратора без увеличени  объема магнитострикшюшгаго материала . Поставленна  цель достигаетс  тем, что секции вьшолнены с различной площадью поперечного сечош  магнитопровода , причем сеюш  с наибольшей площадью расположена з центре вибратора, а площадь поперечного сечени  каждой последукшей секции по мере ее удалени  от центра вибратора убывает, причем число витков обмоткв возбуждени  каждой секции обратно пропорционально плошади ее поперечного сечени .

Площади поперечного сечени  магнитопроводов секций по мере их удалени  от центра вибратора убывают по закону

К В

У|

S-SnCOS

где So площадь поперечного сечени  магнитопровода секции, наход щейс  в центре вибратора;

С - длина вибратора; - удаление секций от центре вибратора.

На чертеже изображен общий вид вибратора .

В корпусе 1 жестко закреплены секшга В каждой секции магнитопровод 2 набран из пластин магнитострикционного материала к имеет вид замкнутого контура, на который намотана обмотка возбуждени  3. Между собой секшей соединены с помощью немагнитных вставок 4 (сварной щов или пайка). В корпусе вибратора проход т каналы 5 дл  очистки агента. Жесткое крепление всех элементов вибратора осуществл етс  за счет заполнени  корпуса эпоксидньп компаундсм 6 с последующей его полимеризацией.

Секции имеют различные площади поперечных сечений магнитопроводов и соединены в корпусе таким образом, что секции с наибопыией площадью поперечного магнитопроврда расположена в центре вибратора. Кажда  последующа  секци  по мере ее удалени  от цистра вибратора, имеет меньшую площадь поперечного сечени  магнитопровода. Закон убывани  площадей поперечного сечени  магнитопровода обусловлен математичесйрй зависимостъю .

S SoC05Y-X.

где SQ - площадь поперечного сечени  магнитопровода секшга, прилегающей к центру вибратора В - длина вибратора Ч - рассто ние от центра вибратора до секхши.

Обмотки возбуждени  на секци х имеют различное число втков. При одинакой длине секций число ввггков обмртки возбуждени  пропорционально площади поперечнсхго сечени  магнитопровода и подобрано таким образом, что при номинальном электропитании вибратора во всех секци х наводитс  одинакова  магнитна  индукци .

обеспечивающа  магшггостршшию насыще 1ни , т.е. число витков обратно пропорционально площади поперечного сечени  секции .

Вибратор работает следующим обра-г зом.

При подаче в обмотку возбуждени  электрического тока с частотой, равной собственной частоте механических колебаний вибратора, в нем возникают резонансные продольные колебани , обусловленные магнитостршошонным эффектом материала из которого изготовлены секции. В устанорившемс  режиме кажда  секци , рабата  с магнитострикцией насыщени , генерирует максимальное количество механической энергии. Тепло, выдел ющеес  в магиитопроводах секций и обмотках возбуждени , отводитс  через корпус, а также очистным тентом, проход щим по вщтрешшм каналам.

При прочих равных услови х, работа магнитострикционных напр жений на участках вибратора зависит только от объема этого участка и пропорциональна ему.

Следовательно, энерги , генерируема  участками вибратора, имеющего переменное поперечное сечение, по сравнению с теми же участками с посто нным поперечным сечением, увеличитс  (уменыдгитс ) ровно во столько раз, во сколько увеличитс  (уменыпитс ) объем этого участка .

Расчеты показывают, что энерги , генерируема  первым участком вибратора длиной 1/16 Р , прилежащим к его середине , увеличитс  на 12%, энерги , генерируема  вторым участком увеличитс , на 9,88%; третьим - увеличитс  на 7%J четвертым - увеличитс  на 3%, п тым уменышггс  на 0,4 8%J щестым - уменьщитс  на 2,52%, седьмым - уменьщитс  на 3,02%; восьмым - уменьшитс  на 1,68%.

Поскольку при равных объемах магнитострикционного материала увеличение энергии , генерируемой центральными секци ми , больше, чем уменьшение энергии, генерируемой концевьп га секци ми, суммарна  энерги , генерируема  предлагаемым вибратором, превосходит энергию, генерируемую вибратором с посто нным поперечным сечением магнитопровода. Согласно расчетам прирост энергии (мощности) превьпиает 24%.

Claims (1)

1. Секционный магнитострикпионный вибратор, состо щий из корпуса и жестко