Торова вібраційна машина об’ємної обробки з електромагнітним приводом

Торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом, що містить коловий електромагнітний віброзбудник, осердя з котушка 3 вертикальна пружна система, яка виконана у вигляді одного вертикального пружного стрижня, своїм другим кінцем жорстко защемлена в активній коливальній масі, яка через гумові пружні кільця встановлена на реактивній коливальній масі, що через віброізолятори прикріплена до основи. 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 повітряного проміжку в електромагнітному віброзбуднику не залежатиме від руху активної та реактивної коливальних мас, а тому може прямувати до нуля. Це забезпечить значне зменшення повітряного проміжку, а отже підвищення ККД віброзбудника. 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; 3 - гумові пружні кільця, через які активна коливальна маса опирається на реактивну; 4 - маховик; 5 пружний стрижень, що з'єднує активну коливальну масу та маховик; 6 - осердя з котушкою електромагнітного віброзбудника; 7 - кільцевий якір електромагнітного віброзбудника; 8 - віброізолятор; 9 контейнер; 10 - основа. 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 маховик 4, інерційні параметри яких відповідно становлять: маси mа, mр і mм та моменти інерції Jа, Jр і Jм 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 6 електромагнітних віброзбудників. Активна коливальна маса 1 встановлена на реактивній масі 2 через пружну систему у вигляді гумових кілець 3 з жорсткістю при лінійному та кутовому переміщеннях відповідно с2x та с2 . З активною коливальною масою 1 в її центральній частині одним зі своїх двох кінців жорстко защемлений пружний стрижень 5, за другий кінець якого також жорстко защемлений маховик 4 (разом стрижень та маховик утворюють так 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 с1x, с1 та c1. Вся конструкція встановлюється на основу 10 через віброізолятори 8, що розташовані по периметру реактивної коливальної маси 2. Гумові пружні кільця 3 додатково запобігають зіткненню кільцевого якоря 7 та осердь з котушками 6 в повітряному проміжку електромагнітних віброзбудників. 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 двотакт 15212 4 ною схемою, створює змушувальну силу типу вектора, що обертається з коловою частотою , і збурює горизонтальні лінійні коливання активної 1 та реактивної 2 коливальних мас за 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 кутові амплітуди коливань активної коливальної маси 1 та маховика 4 обернено пропорційні їхнім відповідно масам та моментам інерції. 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. Розрахунком інерційних параметрів маховика 4 mм, Jм та пружних параметрів (жорсткостей) стрижня 5 с1x, с1 і c1 забезпечується синфазний рух активної 1 та реактивної 2 коливальних мас за круговими траєкторіями. Це дає змогу зменшити кільцевий повітряний проміжок між осердями з котушками 6 електромагнітних віброзбудників та кільцевим якорем 7 через відповідну конструкцію пружних гумових кілець 3. У разі використання двотактних електромагнітних віброзбудників, значення маси mм маховика 4 приймається за принципом: mм (1 z 2 )( ma 2 z (ma mp )ma mp ) ma , де z - резонансне налагодження механічної коливальної системи торової вібраційної машини, причому z=0,96...0,98. Торова вібраційна машина об'ємної обробки з електромагнітним приводом налагоджується на 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: 2 m m · м a . z mм ma Момент інерції Jм маховика 4 розраховується також за принципом двомасових резонансних механічних коливальних систем: c1x 5 Jм Ja ·c1 ·z 2 2 ·Ja c1 ·z 2 15212 . 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 стрижня l при необхідності можна буде визначити згідно виразів: l2 c1x ; 3 2l c1 c1x . 3 При такому підборі параметрів активна 1 та реактивна 2 коливальні маси рухатимуться як одc1 Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 не ціле в протифазі до маховика 4, а повітряний проміжок в електромагнітному віброзбуднику прямуватиме до нуля, тим самим вплив величин амплітуд коливальних мас на повітряний проміжок взагалі виключається. 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, де повітряний проміжок може прямувати до нуля, збільшуючи їх ККД. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601