UA22200U

UA22200U - Three-mass vibration machine with electromagnetic actuator

Info

Publication number: UA22200U
Application number: UAU200511824U
Authority: UA
Inventors: Oleksii Stepanovych Lanets
Original assignee: Nat Univ Lvivska Politekhnika
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-04-25

Abstract

A three-mass vibration machine with electromagnetic actuator contains active, intermediate and reactive oscillating masses. The armatures and core with coils of electromagnetic vibration exciters are fastened to the intermediate and reactive fluctuating masses. Active oscillating mass is connected with intermediate mass through resilient system. Intermediate oscillating mass and reactive one through vibration insulators rest against the base.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до вібраційного обладнання, а саме, до тримасових вібраційних машин з 2 електромагнітним приводом призначених для ущільнення бетоносумішей. Він може бути використаний для створення вібраційних машин з електромагнітним приводом різноманітного технологічного призначення: транспортування, зміцнення, полірування, сепарування і т.п.The utility model refers to vibration equipment, namely, three-mass vibration machines with 2 electromagnetic drives intended for compaction of concrete mixtures. It can be used to create vibrating machines with an electromagnetic drive for various technological purposes: transportation, strengthening, polishing, separation, etc.

Відома тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом, що містить активну, проміжну та реактивну коливальні маси, де до проміжної та реактивної коливальних мас прикріплені якорі та осердя з 70 котушками електромагнітних віброзбудників, активна коливальна маса з'єднана з проміжною через пружну систему, а проміжна коливальна маса через віброїзолятори оперта на основу |Авторське свідоцтво СРСРA three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive is known, containing active, intermediate and reactive oscillating masses, where anchors and cores with 70 coils of electromagnetic vibrators are attached to the intermediate and reactive oscillating masses, the active oscillating mass is connected to the intermediate through a spring system, and the intermediate oscillating the mass through vibration isolators rests on the base |Copyright of the USSR

Мо400372, кл. ВО6В1/04, від 01.10.1973 "Електромагнітний вібратор").Mo400372, cl. VO6B1/04, dated October 1, 1973 "Electromagnetic vibrator").

Однак за рахунок того, що реактивна коливальна маса, до якої кріпляться осердя з котушками електромагнітних віброзбудників, з'єднана з проміжною коливальною масою, до якої кріпляться якорі 12 електромагнітних віброзбудників, пружною системою, повітряний проміжок між якорем та осердям залежить від взаємного антифазного руху проміжної та реактивної коливальних мас. Необхідність збільшення амплітуди коливань робочого органу (в якості якого в даному випадку виступає проміжна коливальна маса) призводить до неминучого зростання амплітуди коливань реактивної коливальної маси, а отже і повітряного проміжку, що непропорційно знижує ККД і тягове зусилля віброзбудників та призводить до значного споживаної електроенергії.However, due to the fact that the reactive oscillating mass, to which the cores with the coils of electromagnetic vibrators are attached, is connected to the intermediate oscillating mass, to which the armatures of 12 electromagnetic vibrators are attached, by an elastic system, the air gap between the armature and the core depends on the mutual antiphase movement of the intermediate and reactive oscillating masses. The need to increase the amplitude of oscillations of the working body (which in this case is the intermediate oscillating mass) leads to an inevitable increase in the amplitude of oscillations of the reactive oscillating mass, and therefore the air gap, which disproportionately reduces the efficiency and traction force of vibrators and leads to significant electricity consumption.

Крім того складність представляє одночасний підбір жорсткостей двох пружних систем, що попарно з'єднують відповідно активну і проміжну, проміжну та реактивну коливальні маси.In addition, the difficulty is the simultaneous selection of the stiffnesses of two elastic systems, which pairwise connect the active and intermediate, intermediate and reactive oscillating masses.

В основу корисної моделі поставлена задача створення такої тримасової вібраційної машини з електромагнітним приводом, у якої нове виконання конструкції дозволило би значно спростити пружні системи і позбавити впливу амплітуд коливань проміжної та реактивної коливальних мас на величину повітряного проміжку між якорем та осердям з котушкою електромагнітних віброзбудників, і тим самим підвищити ККД. вThe basis of a useful model is the task of creating such a three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive, in which a new construction design would allow to significantly simplify elastic systems and eliminate the influence of the amplitudes of oscillations of the intermediate and reactive oscillating masses on the size of the air gap between the armature and the core with the coil of electromagnetic vibrators, and thereby increasing efficiency. in

Поставлена задача вирішується тим, що тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом, що містить активну, проміжну та реактивну коливальні маси, де до проміжної та реактивної коливальних мас прикріплені якорі та осердя з котушками електромагнітних віброзбудників, активна коливальна маса з'єднана з проміжною через пружну систему, а проміжна коливальна маса через віброізолятори оперта на основу, згідно о корисної моделі реактивна коливальна маса через віброізолятори оперта на основу. Га»)The problem is solved by the fact that a three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive, containing active, intermediate and reactive oscillating masses, where anchors and cores with coils of electromagnetic vibrators are attached to the intermediate and reactive oscillating masses, the active oscillating mass is connected to the intermediate through an elastic system , and the intermediate oscillating mass through the vibration isolators is supported on the base, according to the useful model, the reactive oscillating mass is supported on the base through the vibration isolators. Ha")

Позбавлення пружного зв'язку реактивної коливальної маси з проміжною значно спрощує усю конструкцію тримасової вібраційної машини з електромагнітним приводом, оскільки в запропонованій конструкції відсутня сч пружна система, яка є відносно дорогою і трудоємкою у виготовленні та налагодженні. Крім того, за такої Га конструкції реактивна коливальна маса за певних умов може рухатись разом з проміжною масою, абоEliminating the elastic connection of the reactive oscillating mass with the intermediate one greatly simplifies the entire design of the three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive, since the proposed design does not have an elastic system, which is relatively expensive and time-consuming to manufacture and adjust. In addition, under such a construction of the reactive oscillating mass, under certain conditions, it can move together with the intermediate mass, or

Зо залишатися нерухомою, тому відповідно величина повітряного проміжку в електромагнітному віброзбуднику не с залежатиме від руху проміжної та реактивної коливальних мас, або залежатиме тільки від руху реактивної коливальної маси. Це забезпечить значне зменшення повітряного проміжку, а отже підвищення ККД віброзбудника. «To remain stationary, therefore, accordingly, the size of the air gap in the electromagnetic vibration exciter will not depend on the movement of the intermediate and reactive oscillating masses, or will depend only on the movement of the reactive oscillating mass. This will ensure a significant reduction of the air gap, and therefore an increase in the efficiency of the vibrator. "

На Фіг.1, 2 зображено принципову схему тримасової вібраційної машини з електромагнітним приводом з З однотактним (Фіг.1) та двотактним (Фіг.2) електромагнітним віброзбудником, де: 1 - активна коливальна маса, 2 с - проміжна коливальна маса, З - реактивна коливальна маса, 4 - пружна система, що з'єднує активну та проміжнуFig. 1, 2 shows the schematic diagram of a three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive with Z one-stroke (Fig. 1) and two-stroke (Fig. 2) electromagnetic vibrator, where: 1 - active oscillating mass, 2 s - intermediate oscillating mass, З - reactive oscillating mass, 4 - elastic system connecting active and intermediate

Із» коливальні маси, 5 - якір електромагнітного віброзбудника, б - осердя з котушкою електромагнітного віброзбудника, 7 - віброізолятор проміжної коливальної маси, 8 - віброізолятор реактивної коливальної маси.Iz" oscillating masses, 5 - the armature of the electromagnetic vibration exciter, b - the core with the coil of the electromagnetic vibration exciter, 7 - the vibration isolator of the intermediate oscillating mass, 8 - the vibration isolator of the reactive oscillating mass.

Тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом містить активну 1, проміжну 2 та реактивну З коливальні маси, інерційні параметри яких відповідно становлять та, ту та тр. До проміжної 2 та реактивної З о коливальних мас прикріплені відповідно якорі 5 та осердя з котушками 6 електромагнітних віброзбудників. ка Активна коливальна маса 1 з'єднана з проміжною 2 через пружну систему 4 з жорсткістю с. Проміжна 2 та реактивна З коливальні маси відповідно через віброізолятори 7 та 8, жорсткості яких с з п та Сіз п, оперті на ді основу. ав! 20 В повітряному проміжку електромагнітних віброзбудників можна передбачити гумові прокладки для запобігання зіткнення якорів 5 та осердь з котушками 6. с Тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом працює так. Прямолінійні коливання відповідно активної 1, проміжної 2 та реактивної З коливальних мас, приводяться в рух під дією збуджувального зусилляA three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive contains active 1, intermediate 2, and reactive Z oscillating masses, whose inertial parameters are ta, tu, and tr, respectively. Anchors 5 and cores with coils 6 of electromagnetic vibrators are attached to the intermediate 2 and reactive Z o oscillating masses, respectively. ka The active oscillating mass 1 is connected to the intermediate 2 through an elastic system 4 with stiffness c. Intermediate 2 and reactive Z oscillating masses, respectively, through vibration isolators 7 and 8, the stiffnesses of which are с з н and Сиз н, supported on the base. aw! 20 In the air gap of electromagnetic vibrators, rubber gaskets can be provided to prevent collision of anchors 5 and cores with coils 6. c Three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive works as follows. Rectilinear oscillations of active 1, intermediate 2, and reactive Z oscillating masses, respectively, are set in motion under the action of an exciting force

Р(Ю з коловою частотою вимушених коливань о, що прикладається між проміжною 2 та реактивною З 99 коливальними масами. В залежності від типу використовуваного електромагнітного віброзбудника (одно- чи с двотактний) та нюансів підбору параметрів механічної коливальної системи, можна отримати два режими роботи тримасової механічної коливальної системи.Р(Ю with the circular frequency of forced oscillations о, which is applied between the intermediate 2 and the reactive With 99 oscillating masses. Depending on the type of electromagnetic vibration exciter used (one- or two-stroke) and the nuances of selecting the parameters of the mechanical oscillating system, two modes of operation of the three-mass mechanical oscillating system.

Тримасова механічна коливальна система налагоджується на білярезонансний режим роботи, за що відповідає активна 1 та проміжна 2 коливальні маси з пружною системою 4, що їх з'єднує. Жорсткість пружної 60 системи 4 розраховується за принципом двомасових резонансних механічних коливальних систем, а саме: а"The three-mass mechanical oscillating system is adjusted to the near-resonance mode of operation, which is the responsibility of the active 1 and intermediate 2 oscillating masses with the elastic system 4 connecting them. The stiffness of the elastic 60 system 4 is calculated according to the principle of two-mass resonant mechanical oscillating systems, namely: a"

С ні Мати їй тат (2 б5 де та, та - інерційні параметри відповідно активної 1 та проміжної 2 коливальних мас, причому активна коливальна маса підбирається з умови тА з -тТуС не Маты ила тат (2 b5 where та, та are the inertial parameters, respectively, of the active 1 and intermediate 2 oscillating masses, and the active oscillating mass is selected from the condition та with -тТу

ЗWITH

Фо - колова частота вимушених коливань; 7 - резонансне налагодження тримасової механічної коливальної системи.Fo - circular frequency of forced oscillations; 7 - resonant adjustment of a three-mass mechanical oscillating system.

У разі використання однотактних електромагнітних віброзбудників (Фіг.Та), значення т р реактивної коливальної маси З приймається за принципом т реЗ(танти). Це пов'язано з тим, щоб позбавити ефекту "прилипання" масивної реактивної коливальної маси З до проміжної 2 внаслідок наявності в однотактних електромагнітних віброзбудниках постійної складової зусилля. В такому випадку реактивна коливальна маса З залишається практично нерухомою. Пов'язано це з тим, що власна частота коливань механічної коливальної системи, яку утворюють реактивна коливальна маса З та віброізолятори 8, на багато менша за частоту вимушених коливань, а отже амплітуда коливань реактивної коливальної маси практично відсутня. Активна 1 та 75 проміжна 2 коливальні маси рухаються в протифазі одна до одної. По суті проміжна коливальна маса 2, яка в даному випадку виконує функцію робочого органу, отримує необхідну енергію коливань від активної коливальної маси 1, що на пружній системі 4 кінематичне збуджується. Енергія руху кінематичне збудженої активної коливальної маси 1 резонансної вібраційної машини на багато більша за енергію, яка затрачається електромагнітними віброзбудниками. Повітряний проміжок за такого підбору параметрів залежить від амплітуди коливань проміжної коливальної маси 2.In the case of using one-stroke electromagnetic vibrators (Fig. 1a), the value tr of the reactive oscillating mass Z is taken according to the principle of trreZ(tant). This is due to the fact that the effect of "sticking" of the massive reactive oscillating mass З to the intermediate 2 due to the presence of a constant force component in single-stroke electromagnetic vibrators is eliminated. In this case, the reactive oscillating mass Z remains practically stationary. This is due to the fact that the natural frequency of oscillations of the mechanical oscillating system, which is formed by the reactive oscillating mass Z and vibration isolators 8, is much lower than the frequency of forced oscillations, and therefore the amplitude of oscillations of the reactive oscillating mass is practically absent. Active 1 and 75 intermediate oscillating masses 2 move in antiphase to each other. In essence, the intermediate oscillating mass 2, which in this case performs the function of a working body, receives the necessary energy of oscillations from the active oscillating mass 1, which is kinematically excited on the elastic system 4. The energy of movement of the kinematically excited active oscillating mass 1 of the resonant vibration machine is much greater than the energy expended by electromagnetic vibrators. The air gap with such a selection of parameters depends on the amplitude of oscillations of the intermediate oscillating mass 2.

У разі використання двотактних електромагнітних віброзбудників (Фіг.2), значення т р у реактивної коливальної маси З приймається за принципом а - В такому випадку о ти1-2 щдта ту)In the case of using two-stroke electromagnetic vibrators (Fig. 2), the value of the reactive oscillating mass Z is taken according to the principle a - In this case, o ti1-2 shdta tu)

Шр--8,БШБ5З5- г (та ту) - ту -о проміжна 2 та реактивна З коливальні маси рухатимуться як одне ціле в протифазі до активної коливальної маси 1, а повітряний проміжок в електромагнітному віброзбуднику прямуватиме до нуля, тим самим вплив величин амплітуд коливальних мас на повітряний проміжок взагалі виключається.Шр--8,БШБ5З5- g (ta tu) - tu -o intermediate 2 and reactive Z oscillating masses will move as a whole in antiphase to the active oscillating mass 1, and the air gap in the electromagnetic vibration exciter will go to zero, thus the influence of the amplitude values oscillating masses in the air gap is completely excluded.

Значення жорсткостей сіз п та сіз п віброізоляторів 7 та 8, на які опираються відповідно проміжна 2 та о реактивна З коливальні маси, підбираються з умов: ав! ш що сThe stiffness values siz n and siz n of vibration isolators 7 and 8, on which the intermediate 2 and o reactive oscillating masses rest, respectively, are selected from the conditions: av! w what s

Єва ті т с - с ш щіEva ti t s - s sh schi

Єви те гі г. « 20 Плоска поверхня робочого органу, в даному випадку це проміжна коливальна маса 2, може ш-в с використовуватись для розташування на ній форм з бетоносумішшю, яку необхідно ущільнювати. Якщо робочому органу надавати коливання під кутом, можна здійснювати транспортування виробів. Для дрібних і :з» легких деталей у якості робочого органу можна використовувати активну коливальну масу 1.Yevy te gi g. « 20 The flat surface of the working body, in this case it is the intermediate oscillating mass 2, can be used for placing on it forms with a concrete mixture that needs to be compacted. If the working body is given oscillations at an angle, it is possible to transport products. For small and lightweight parts, an active oscillating mass 1 can be used as a working body.

Конструкція та робота вібраційної машини з електромагнітним приводом, в якій реалізовано крутильніThe design and operation of a vibrating machine with an electromagnetic drive, in which torsional units are implemented

Коливання, абсолютно ідентична запропонованій, тільки в такому випадку у якості інерційних параметрів та, тп г) та тр необхідно відповідно оперувати моментами інерції коливальних мас. 4, ув та Ур.Oscillation is absolutely identical to the proposed one, only in this case, the moment of inertia of the oscillating masses should be used as the inertial parameters ta, tp d) and tr, respectively. 4, uv and Ur.

Таким чином, тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом значно простіша за конструкцією, ко оскільки вона позбавлена однієї з пружних систем і ефективніша за корисним зусиллям електромагнітних г) віброзбудників, де повітряний проміжок може прямувати до нуля, збільшуючи їх ККД. о 50Thus, a three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive is much simpler in design, because it lacks one of the elastic systems and is more efficient in terms of the useful force of electromagnetic d) vibrators, where the air gap can go to zero, increasing their efficiency. at 50

Claims

The formula of the invention

A three-mass vibrating machine with an electromagnetic drive, containing active, intermediate and reactive oscillating masses, and anchors and cores with coils of electromagnetic vibrators are attached to the intermediate and reactive oscillating masses, the active oscillating mass is connected to the intermediate through an elastic system, and c is an intermediate oscillating mass through vibration isolators, it rests on the base, which differs in that the reactive oscillating mass is rested on the base through vibration isolators. 60 b5