UA15212U

UA15212U - Vibration machine of volume processing with the electromagnetic drive

Info

Publication number: UA15212U
Application number: UAU200512677U
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Vitalii Havrylchenko; Oleksii Stepanovych Lanets; Volodymyr Mykolaiovych Hurskyi
Original assignee: Olviv Politekhnikaoe Nat Unive
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-06-15

Abstract

A vibration machine of volume processing with the electromagnetic drive has the circular electromagnetic vibration exciter, a core with coils placed at the reactive oscillating mass, and the ring armature û at the active oscillating mass to which a container is rigidly fixed, and a flywheel to which by one of its ends is rigidly fixed a vertical elastic system. The vertical elastic system, executed in form of one vertical elastic rod, by its other end is rigidly fixed at the active oscillating mass which via the rubber elastic rings is mounted at the reactive oscillating mass which is fixed tothe base through the vibroinsulators.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до вібраційного оброблювального обладнання, а саме до торових резонансних 2 вібраційних машин об'ємної обробки з коловими електромагнітними віброзбудниками та об'ємною вібрацією робочого органу, що можуть бути використані для механічної обробки деталей, а саме для зміцнення, зняття задирок та облою, шліфування, полірування, нанесення покриття і т.п.The utility model relates to vibration machining equipment, namely toroidal resonance 2 vibration volume machining machines with circular electromagnetic vibrators and volume vibration of the working body, which can be used for machining parts, namely for strengthening, deburring and deburring , grinding, polishing, coating, etc.

Відома торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом, що містить коловий електромагнітний віброзбудник, осердя з котушками якого розташовані в реактивній коливальній масі, а 70 кільцевий якір в активній коливальній масі, до якої жорстко прикріплений контейнер, та маховик до якого жорстко одним з своїх кінців защемлена вертикальна пружна система (Авторське свідоцтво СРСР. Мо1090540 А, кл. 824831/06, від 07.05.1984, бюл. Мо7. "Пристрій для вібраційної обробки").A well-known torus vibration machine for volumetric processing with an electromagnetic drive, containing a circular electromagnetic vibrator, the cores with coils of which are located in the reactive oscillating mass, and the 70 ring anchor in the active oscillating mass, to which the container is rigidly attached, and the flywheel to which is rigidly one of a vertical elastic system is clamped at its ends (Author's certificate of the USSR. Mo1090540 А, kl. 824831/06, dated 05.07.1984, Bull. Mo7. "Device for vibration processing").

Однак за рахунок того, що реактивна коливальна маса, до якої кріпляться осердя з котушками електромагнітних віброзбудників, з'єднана з активною коливальною масою, до якої кріпиться кільцевий якір 12 електромагнітних віброзбудників та робочий орган (контейнер), пружною системою, жорсткість якої розраховується за двомасовою схемою, повітряний проміжок між якорем та осердям з котушкою залежить від взаємного антифазного руху активної та реактивної коливальних мас. Необхідність збільшення амплітуди коливань робочого органу призводить до неминучого зростання амплітуди коливань реактивної коливальної маси, а отже і повітряного проміжку. Це непропорційно знижує ККД і тягове зусилля віброзбудників та призводить до значного споживання електроенергії. Притримуючись даних принципів, в таких машинах неможливо досягнути високих амплітуд коливань робочого органу. Крім того, складність при виготовленні, монтажі та налагодженні представляє собою наявна вертикальна пружна система, у вигляді мінімум трьох вертикально встановлених по колу пружних стрижнів.However, due to the fact that the reactive oscillating mass, to which the cores with coils of electromagnetic vibrators are attached, is connected to the active oscillating mass, to which the ring anchor of 12 electromagnetic vibrators and the working body (container) are attached, by an elastic system, the stiffness of which is calculated according to the two-mass according to the scheme, the air gap between the armature and the core with the coil depends on the mutual antiphase movement of the active and reactive oscillating masses. The need to increase the amplitude of oscillations of the working body leads to an inevitable increase in the amplitude of oscillations of the reactive oscillating mass, and therefore the air gap. This disproportionately reduces the efficiency and traction force of vibrators and leads to a significant consumption of electricity. Adhering to these principles, it is impossible to achieve high amplitudes of oscillations of the working body in such machines. In addition, the existing vertical elastic system, in the form of at least three vertically installed elastic rods in a circle, is a difficulty in manufacturing, installation and adjustment.

В основу корисної моделі поставлена задача створення такої торової вібраційної машини об'ємної обробки з 22 електромагнітним приводом, у якої нове виконання конструкції дозволило би значно спростити вертикальну -о пружну систему і позбавити впливу амплітуд коливань активної та реактивної коливальних мас на величину повітряного проміжку між якорем та осердям з котушкою електромагнітних віброзбудників, тим самим підвищивши їх ККД.The basis of a useful model is the task of creating such a torus vibration machine for volumetric processing with 22 electromagnetic drives, in which a new construction design would allow to significantly simplify the vertical elastic system and eliminate the influence of the amplitudes of oscillations of active and reactive oscillating masses on the size of the air gap between the anchor and cores with a coil of electromagnetic vibrators, thereby increasing their efficiency.

Поставлена задача вирішується тим, що торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним сч 30 приводом, що містить коловий електромагнітний віброзбудник, осердя з котушками якого розташовані в «-- реактивній коливальній масі, а кільцевий якір в активній коливальній масі, до якої жорстко прикріплений контейнер, та маховик до якого жорстко одним з своїх кінців защемлена вертикальна пружна система, згідно с корисної моделі вертикальна пружна система, яка виконана у вигляді одного вертикального пружного стрижня, ю своїм другим кінцем жорстко защемлена в активній коливальній масі, яка через гумові пружні кільця встановлена 35 ва реактивній коливальній масі, що через віброізолятори прикріплена до основи. --The given task is solved by the fact that the torus vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic Щ 30 drive, containing a circular electromagnetic vibrator, the cores with coils of which are located in the "-- reactive oscillating mass, and the ring anchor in the active oscillating mass, to which is rigidly attached container, and a flywheel to which a vertical elastic system is rigidly clamped at one end, according to a useful model, a vertical elastic system, which is made in the form of one vertical elastic rod, is rigidly clamped with its other end in an active oscillating mass, which is installed through rubber elastic rings 35 in reactive oscillating mass, which is attached to the base through vibration isolators. --

Використання одного вертикального пружного стрижня значно спрощує вертикальну пружну систему, яка є відносно дорогою і трудоемкою у виготовленні та налагодженні. Крім того, за такої конструкції реактивна коливальна маса за певних умов може рухатись разом з активною коливальною масою, а тому величина «4 повітряного проміжку в електромагнітному віброзбуднику не залежатиме від руху активної та реактивної З 70 коливальних мас, а тому може прямувати до нуля. Це забезпечить значне зменшення повітряного проміжку, а с отже підвищення ККД віброзбудника. з» На фіг. зображено просторову модель торової вібраційної машини об'ємної обробки з електромагнітним приводом в розрізі, де: 1 - активна коливальна маса; 2 - реактивна коливальна маса; З - гумові пружні кільця, через які активна коливальна маса опирається на реактивну; 4 - маховик; 5 - пружний стрижень, що з'єднує 45 активну коливальну масу та маховик; 6 - осердя з котушкою електромагнітного віброзбудника; 7 - кільцевий якір - електромагнітного віброзбудника; 8 - віброізолятор; 9 - контейнер; 10 - основа. 4! Торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом виконана за тримасовою схемою і містить активну коливальну масу 1 з жорстко закріпленим до неї контейнером 9, реактивну коливальну масу 2 та о маховик 4, інерційні параметри яких відповідно становлять: маси т а, тр і тм та моменти інерції Уа, р і дм - 20 відносно горизонтальних осей, що проходять через центри їх коливальних мас. На активній 1 та реактивній 2 коливальних масах розташовані відповідно кільцевий якір 7 та осердя з котушками б електромагнітних із віброзбудників. Активна коливальна маса 1 встановлена на реактивній масі 2 через пружну систему у вигляді гумових кілець З з жорсткістю при лінійному та кутовому переміщеннях відповідно со, та со-. З активною коливальною масою 1 в її центральній частині одним зі своїх двох кінців жорстко защемлений пружний стриженьThe use of a single vertical elastic rod greatly simplifies the vertical elastic system, which is relatively expensive and labor-intensive to manufacture and adjust. In addition, under such a design, the reactive oscillating mass can, under certain conditions, move together with the active oscillating mass, and therefore the value of the air gap in the electromagnetic vibrator will not depend on the movement of the active and reactive C 70 oscillating masses, and therefore can go to zero. This will ensure a significant reduction of the air gap, and therefore increase the efficiency of the vibrator. with" In fig. a spatial model of a torus vibration machine for volumetric processing with an electromagnetic drive is shown in section, where: 1 - active oscillating mass; 2 - reactive oscillating mass; C - elastic rubber rings through which the active oscillating mass rests on the reactive one; 4 - flywheel; 5 - elastic rod connecting 45 active oscillating mass and flywheel; 6 - a core with a coil of an electromagnetic vibrator; 7 - ring anchor - electromagnetic vibrator; 8 - vibration isolator; 9 - container; 10 - base. 4! The toric vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic drive is made according to a three-mass scheme and contains an active oscillating mass 1 with a container 9 rigidly attached to it, a reactive oscillating mass 2 and a flywheel 4, the inertial parameters of which are, respectively: masses t a, tr and tm and the moments of inertia Ua, p and dm - 20 relative to the horizontal axes passing through the centers of their oscillating masses. On the active 1 and reactive 2 oscillating masses, respectively, the ring armature 7 and the core with coils b of the electromagnetic vibrators are located. The active oscillating mass 1 is installed on the reactive mass 2 through an elastic system in the form of rubber rings З with stiffness during linear and angular movements respectively со, and со-. With the active oscillating mass 1 in its central part, an elastic rod is rigidly clamped at one of its two ends

Б, за другий кінець якого також жорстко защемлений маховик 4 (разом стрижень та маховик утворюють так с званий резонатор). Згинальні жорсткості пружного стрижня при лінійному і кутовому переміщеннях та взаємовпливі лінійного переміщення кінця стрижня на кут його повороту і навпаки, відповідно становлять слу, с4- та сі. Вся конструкція встановлюється на основу 10 через віброізолятори 8, що розташовані по периметру реактивної коливальної маси 2. Гумові пружні кільця З додатково запобігають зіткненню кільцевого якоря 7 та 60 осердь з котушками 6 в повітряному проміжку електромагнітних віброзбудників.B, the other end of which is also tightly clamped flywheel 4 (together the rod and flywheel form the so-called resonator). The bending stiffnesses of the elastic rod during linear and angular movements and the mutual influence of the linear movement of the end of the rod on the angle of its rotation and vice versa are respectively slu, c4- and si. The whole structure is installed on the base 10 through vibration isolators 8, which are located around the perimeter of the reactive oscillating mass 2. Rubber elastic rings Z additionally prevent the ring anchor 7 and 60 cores from colliding with the coils 6 in the air gap of the electromagnetic vibrators.

Торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом працює так. Коловий електромагнітний віброзбудник, кожна пара протилежно встановлених обмоток якого ввімкнена у фазу трифазного джерела живлення за двотактною схемою, створює змушувальну силу типу вектора, що обертається з коловою частотою «, і збурює горизонтальні лінійні коливання активної 1 та реактивної 2 коливальних мас за бо круговими траєкторіями. Оскільки центри мас активної 1 та реактивної 2 мас рознесені відносно площини дії збурювальних сил, то ці коливальні маси здійснюватимуть кутові коливання під дією збурювальних моментів навколо горизонтальних осей, що проходять через їх центри мас. Об'ємний рух активної коливальної маси 1 забезпечується завдяки накладанню колового горизонтального (лінійного) та кутового рухів. Маховик 4 кінематичне збурюється від активної коливальної маси 1 і рухається в протифазі до неї. Енергія руху маховика 4 в резонансі під час роботи торової вібраційної машини у встановленому режимі значно вища за енергію, яка затрачається електромагнітними відрозбудниками. Тому необхідну амплітуду коливань активної коливальної маси 1, в склад якої входить робочий орган 9 (контейнер), задає маховик 4, який з активною коливальною масою 1 утворює двомасову резонансну механічну коливальну систему та рухається в противазі до неї. Лінійні та 7/0 Кутові амплітуди коливань активної коливальної маси 1 та маховика 4 обернено пропорційні їхнім відповідно масам та моментам інерції.The torus vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic drive works as follows. A circular electromagnetic vibrator, each pair of oppositely installed windings of which is connected to the phase of a three-phase power source according to a two-stroke circuit, creates a coercive force of the type of a vector rotating with a circular frequency ", and disturbs horizontal linear oscillations of the active 1 and reactive 2 oscillating masses along circular trajectories. Since the centers of mass of the active 1 and reactive masses 2 are spaced relative to the plane of action of the disturbing forces, these oscillating masses will perform angular oscillations under the action of the disturbing moments around the horizontal axes passing through their centers of mass. Volumetric movement of the active oscillating mass 1 is ensured by superposition of circular horizontal (linear) and angular movements. The flywheel 4 is kinematically perturbed by the active oscillating mass 1 and moves in antiphase to it. The energy of the movement of the flywheel 4 in resonance during the operation of the torus vibration machine in the set mode is much higher than the energy spent by the electromagnetic exciters. Therefore, the necessary amplitude of oscillations of the active oscillating mass 1, which includes the working body 9 (container), is set by the flywheel 4, which forms a two-mass resonant mechanical oscillating system with the active oscillating mass 1 and moves in counterbalance to it. Linear and 7/0 Angular amplitudes of oscillations of active oscillating mass 1 and flywheel 4 are inversely proportional to their respective masses and moments of inertia.

Якщо в якості тороїдної робочої камери використати гумово-кордні покришки (зношені зовні, а тому полегшені) від автомобілів, то економічність конструкції значно збільшиться, до того ж значно зменшиться шум від роботи машини.If rubber cord tires (worn on the outside, and therefore lightened) from cars are used as a toroidal working chamber, then the economy of the structure will increase significantly, and the noise from the operation of the machine will also decrease significantly.

Розрахунком інерційних параметрів маховика 4 ту, Ум та пружних параметрів (жорсткостей) стрижня 5 су, сі- і сі забезпечується синфазний рух активної 1 та реактивної 2 коливальних мас за круговими траєкторіями.By calculating the inertial parameters of the flywheel 4 tu, Um and the elastic parameters (stiffnesses) of the rod 5 su, si- and si, the in-phase movement of the active 1 and reactive 2 oscillating masses along circular trajectories is ensured.

Це дає змогу зменшити кільцевий повітряний проміжок між осердями з котушками б електромагнітних віброзбудників та кільцевим якорем 7 через відповідну конструкцію пружних гумових кілець 3.This makes it possible to reduce the annular air gap between the cores with the coils b of the electromagnetic vibrators and the annular anchor 7 due to the appropriate design of the elastic rubber rings 3.

У разі використання двотактних електромагнітних віброзбудників, значення маси ту маховика 4 приймається 2о за принципом: те й-х ут пр (тв нтр)- ть де 7 - резонансне налагодження механічної коливальної системи торової вібраційної машини, причому х-0,96...0,98.In the case of using two-stroke electromagnetic vibration exciters, the value of the mass of the flywheel 4 is taken as 2o according to the principle: te y-x ut pr (tv ntr)- t de 7 - resonance adjustment of the mechanical oscillating system of the torus vibration machine, and x-0.96... 0.98.

Торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом налагоджується на З білярезонансний режим роботи, за що відповідає активна коливальна маса 1 та маховик 4 з пружним стрижнем 5, що їх з'єднує. Згинальна жорсткість с стрижня при лінійному переміщенні розраховується за принципом двомасових резонансних механічних коливальних систем, а саме: с то се-(2). тить - ть нть счThe toric vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic drive is adjusted to the Z near-resonance mode of operation, for which the active oscillating mass 1 and the flywheel 4 with the elastic rod 5 connecting them are responsible. The bending stiffness c of the rod during linear movement is calculated according to the principle of two-mass resonant mechanical oscillating systems, namely: c to se-(2). tit - t nt sch

Момент інерції Уу маховика 4 розраховується також за принципом двомасових резонансних механічних коливальних систем: о 5. Час - "ей стрThe moment of inertia Uu of flywheel 4 is also calculated according to the principle of two-mass resonant mechanical oscillating systems: о 5. Time - "ей стр

Значення згинальних жорсткостей пружного стрижня 5 при кутовому переміщенні та взаємовпливі лінійного « переміщення кінця стрижня на кут його повороту і навпаки при конструктивно прийнятому значенні довжини 70 стрижня | при необхідності можна буде визначити згідно виразів: - с ЕсThe value of the bending stiffness of the elastic rod 5 during angular movement and the mutual influence of the linear movement of the end of the rod on the angle of its rotation and vice versa at the constructively accepted value of the length of the rod 70 | if necessary, it will be possible to determine according to the expressions: - with Es

Сів СхSiv Sh

І» йAnd" and

С4- пек ! - 175 При такому підборі параметрів активна 1 та реактивна 2 коливальні маси рухатимуться як одне ціле в протифазі до маховика 4, а повітряний проміжок в електромагнітному віброзбуднику прямуватиме до нуля, тим о самим вплив величин амплітуд коливальних мас на повітряний проміжок взагалі виключається. з Таким чином, торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом значно простіша за конструкцією, оскільки вона позбавлена вертикальної пружної системи з багатьма вертикально встановленими - по колу пружними стрижнями і ефективніша за корисним зусиллям електромагнітних віброзбудників, деC4- bake! - 175 With this selection of parameters, the active 1 and reactive 2 oscillating masses will move as a whole in antiphase to the flywheel 4, and the air gap in the electromagnetic vibration exciter will go to zero, thus the influence of the amplitudes of the oscillating masses on the air gap is completely excluded. Thus, the torus vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic drive is much simpler in design, since it is devoid of a vertical elastic system with many vertically installed - in a circle elastic rods and is more efficient in terms of the useful effort of electromagnetic vibrators, where

Кз повітряний проміжок може прямувати до нуля, збільшуючи їх ККД.Because the air gap can go to zero, increasing their efficiency.

Claims

The formula of the invention is a Torus vibrating machine for volumetric processing with an electromagnetic drive, containing a circular electromagnetic vibrator, the cores with coils of which are located in the reactive oscillating mass, and the ring anchor - in the active oscillating mass, to which the container is rigidly attached, and a flywheel to which in a vertical elastic system rigidly clamped at one of its ends, which differs in that the vertical elastic system, which is made in the form of one vertical elastic rod, is rigidly clamped with its other end in the active oscillating mass, which is installed on the reactive oscillating mass through rubber elastic rings, which is attached to the base through vibration isolators. b5