Тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом

Корисна модель відноситься до вібраційного обладнання, а саме, до тримасових вібраційних машин з 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. 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 котушками електромагнітних віброзбудників, активна коливальна маса з'єднана з проміжною через пружну систему, а проміжна коливальна маса через віброізолятори оперта на основу [Авторське свідоцтво СРСР №400372, кл. В06B1/04, від 01.10.1973 "Електромагнітний вібратор"]. 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 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 з усилля віброзбудників та призводить до значного споживаної електроенергії. Крім того складність представляє одночасний підбір жорсткостей двох пружних систем, що попарно з'єднують відповідно активну і проміжну, проміжну та реактивну коливальні маси. 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. 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 корисної моделі реактивна коливальна маса через віброізолятори оперта на основу. Позбавлення пружного зв'язку реактивної коливальної маси з проміжною значно спрощує усю конструкцію тримасової вібраційної машини з електромагнітним приводом, оскільки в запропонованій конструкції відсутня пружна система, яка є відносно дорогою і трудоємкою у виготовленні та налагодженні. Крім того, за такої конструкції реактивна коливальна маса за певних умов може рухатись разом з проміжною масою, або залишатися нерухомою, тому відповідно величина повітряного проміжку в електромагнітному віброзбуднику не 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. На Фіг.1, 2 зображено принципову схему тримасової вібраційної машини з електромагнітним приводом з однотактним (Фіг.1) та двотактним (Фіг.2) електромагнітним віброзбудником, де: 1 - активна коливальна маса, 2 - проміжна коливальна маса, 3 - реактивна коливальна маса, 4 - пружна система, що з'єднує активну та проміжну коливальні маси, 5 - якір електромагнітного віброзбудника, 6 - осердя з котушкою електромагнітного віброзбудника, 7 - віброізолятор проміжної коливальної маси, 8 - віброізолятор реактивної коливальної маси. Тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом містить активну 1, проміжну 2 та реактивну 3 коливальні маси, інерційні параметри яких відповідно становлять m a, m n та m p. До проміжної 2 та реактивної 3 коливальних мас прикріплені відповідно якорі 5 та осердя з котушками 6 електромагнітних віброзбудників. Активна коливальна маса 1 з'єднана з проміжною 2 через пружну систему 4 з жорсткістю с. Проміжна 2 та реактивна 3 коливальні маси відповідно через віброізолятори 7 та 8, жорсткості яких сіз n та сіз n, оперті на основу. В повітряному проміжку електромагнітних віброзбудників можна передбачити гумові прокладки для запобігання зіткнення якорів 5 та осердь з котушками 6. Тримасова вібраційна машина з електромагнітним приводом працює так. Прямолінійні коливання відповідно активної 1, проміжної 2 та реактивної 3 коливальних мас, приводяться в рух під дією збуджувального зусилля P(t) з коловою частотою вимушених коливань w, що прикладається між проміжною 2 та реактивною 3 коливальними масами. В залежності від типу використовуваного електромагнітного віброзбудника (одно- чи двотактний) та нюансів підбору параметрів механічної коливальної системи, можна отримати два режими роботи тримасової механічної коливальної системи. 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 системи 4 розраховується за принципом двомасових резонансних механічних коливальних систем, а саме: æ m ·m öæ w ö2 c1 = ç a n ÷ç ÷ ç m + m ÷è z ø nø è a , де m a, m n - інерційні параметри відповідно активної 1 та проміжної 2 коливальних мас, причому активна коливальна маса підбирається з умови 1 mn 3 ; w - колова частота вимушених коливань; z - резонансне налагодження тримасової механічної коливальної системи. У разі використання однотактних електромагнітних віброзбудників (Фіг.1а), значення m p реактивної коливальної маси 3 приймається за принципом m p»3(m a+m n). Це пов'язано з тим, щоб позбавити ефекту "прилипання" масивної реактивної коливальної маси 3 до проміжної 2 внаслідок наявності в однотактних електромагнітних віброзбудниках постійної складової зусилля. В такому випадку реактивна коливальна маса 3 залишається практично нерухомою. Пов'язано це з тим, що власна частота коливань механічної коливальної системи, яку утворюють реактивна коливальна маса 3 та віброізолятори 8, на багато менша за частоту вимушених коливань, а отже амплітуда коливань реактивної коливальної маси практично відсутня. Активна 1 та 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. У разі використання двотактних електромагнітних віброзбудників (Фіг.2), значення m p у реактивної ma » mp = mn (1 - z2 )(ma + mn ) z2 (ma + mn ) - mn . В такому випадку проміжна 2 та коливальної маси 3 приймається за принципом реактивна 3 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. Значення жорсткостей сіз n та сіз n віброізоляторів 7 та 8, на які опираються відповідно проміжна 2 та реактивна 3 коливальні маси, підбираються з умов: 2 æ wö c із n