Гідравлічний віброзбуджувач

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування і може бути використана при створенні вібраційних машин та іншого устаткування, де потрібен коливальний рух робочого обладнання або робочого органу. Відома конструкція високочастотного гідравлічного пульсаторного приводу, який складається з корпусу, розподільника у вигляді вала з ексцентриками, що обертається у осьовому отворі корпуса, напірних та зливних клапанів, які розташовані попарно по обидва боки розподільника та чергуються у корпусі під визначеним кутовим кроком, штовхачів клапанів, що виконані з двох сполучених елементів башмака і плунжера з встановленою між ними контактною пружиною регульованої жорсткості [1]. Недоліки такої конструкції полягають у тому, що насос та гідророзподільник виконані у вигляді окремих вузлів, що створює тільки однобічний вихідний гідравлічний імпульс, тому для повертання, наприклад, поршня гідроциліндра, потрібно використовувати пружину або силу тяжіння у випадку вертикального розміщення. Найбільш близьким до пропонуємого є гідравлічний віброзбуджувач, що складається з насоса-пульсатора шестереного типу у якому на шестернях виконані симетричні дугоподібні пази, привідного гідроциліндра з встановленими всередині пружинами, гідроакумулятора [2]. До недоліків цього технічного рішення слід віднести неможливість створення гармонійних коливань вихідного штоку, ударний режим роботи, обумовлений тим, що подача шестеренного насосу є постійною, а у крайніх положеннях поршня циліндра потрібно змінювати напрям його руху за рахунок зворотної пружини, або подачею рідини насосом. Також, неможливо підтримувати постійне значення амплітуди коливань, наприклад, при резонансі буде відбуватися значне зростання амплітуди коливань. Основою корисної моделі є задача вдосконалення гідравлічного віброзбуджувача, в якому за рахунок використання насоса-пульсатора двобічної дії, забезпечується подача рідини в порожнини гідроциліндра за гармонійним законом, завдяки чому коливання штока вихідного гідроциліндра також здійснюється відповідно до гармонійного закону, при цьому амплітуда коливань зберігає постійне значення незалежно від режиму роботи вібраційної машини. Означена задача вирішується тим, що в гідравлічному віброзбуджувачі, який містить насос, привідний гідроциліндр, гідроакумулятор, відповідно до корисної моделі, насос-пульсатор виконано у вигляді корпуса циліндричної форми з вбудованим вздовж осі привідним гідроциліндром і розташованими по колу циліндрами з поршнями у вигляді двох однакових симетричних груп, у яких надпоршневі простори однієї групи циліндрів об'єднані між собою порожниною зв'язаною каналом з надпоршневим простором привідного гідроциліндра, а надпоршневі простори другої групи, теж об'єднані між собою порожниною зв'язаною каналом з підпоршневим простором привідного гідроциліндра, при цьому поршні насоса-пульсатора за допомогою шатунів спираються на опорний диск, який по центру з'єднаний універсальним шарніром з корпусом насоса-пульсатора та спирається через підшипник кочення на похилу поверхню вісьового ексцентрика, встановленого в опорі обертання і з'єднаного з ротором привідного електродвигуна, а також надпоршневі простори кожної групи циліндрів обладнані системою підживлення рідиною від гідроакумулятора. Система підживлення рідиною кожної групи циліндрів насоса-пульсатора складається з керованого і некерованого зворотних клапанів, при цьому гідроакумулятор з'єднаний гідравлічними лініями з надпоршневими просторами однієї групи циліндрів послідовно через керований і некерований зворотні клапани у напрямку пропуску рідини, а надпоршневі претори протилежної групи циліндрів з'єднані гідравлічною лінією з каналом керування керованого зворотного клапана. Гідроциліндр гідравлічного віброзбуджувача виконано з двобічним штоком і з'єднаним з ним поршнем, який підпружинений і встановлений посередині внутрішньої порожнини гідроциліндра. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг.1 показаний поперечний переріз гідравлічного віброзбуджувача; на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг.1; на Фіг.3 - переріз Б-Б на Фіг.1; на Фіг.4 - переріз В-В на Фіг.3; на Фіг.5 - переріз Г-Г на Фіг.3; на Фіг.6 - переріз Д-Д на Фіг.1. Гідравлічний віброзбуджувач (Фіг.1, 2, 3) має привідний електродвигун, що складається з статора 1 і ротора 2, насос-пульсатор, який має корпус 3 з розташованими в ньому по колу циліндрами 4, поршні 5, шатуни 6 з сферичними голівками для з'єднання поршнів 5 з опорним диском 7. Опорний диск 7 закріплений за допомогою універсального шарніра 8 на корпусі 3 та спирається через упорний підшипник 9 на ексцентрик 10, який виконаний у вигляді циліндра з верхньою похилою площиною і можливістю обертання. Ексцентрик 10 спирається через радіально-упорний підшипник 11 на корпус 3 і з'єднаний зубчатою муфтою з ротором 2 електродвигуна. Зверху корпуса 3 встановлена кришка 13, яка закриває надпоршневі простори циліндрів 4 і розділяє їх сумарний простір на дві окремі порожнини 14 і 15. Кількість циліндрів 4 зв'язаних з кожною порожниною рівна. Привідний гідроциліндр гідравлічного віброзбуджувача вбудований в корпус 3 вздовж його осі і складається з циліндра 16, поршня 17, двобічного штока 18 та зворотних пружин 19. Надпоршневий простір приводного гідроциліндра з'єднаний з порожниною 14 насоса каналом 20, а підпоршневий простір - каналом 21 з порожниною 15. Шток 18 гідроциліндра захищений від зовнішнього середовища гофрованим чохлом 22. Для захисту гідровіброзбуджувача від перевантажень передбачені запобіжні клапани 23 і 24. Відвід витоку рідини здійснюється по дренажним каналам 25 і 26. Для кріплення гідравлічного віброзбуджувача до технологічного обладнання на статорі 1 електродвигуна встановлені цапфи 27, а шток 18 оснащений провушиною 28. Для компенсації витоку рідини, яка витікає у зонах контакту циліндри 4 - поршні 5, поршень 15 - циліндр 16, шток 18 - кришка 13 і корпус 3 передбачена система підживлення, що складається з керованих зворотних клапанів 29 і 30, а також некерованих зворотних клапанів 31 і 32 (Фіг.4, 5). Керовані зворотні клапани 29, 30 складаються з корпуса 33, поршня-штовхача 34 з отворами 35, клапана 36, пружини 37, заглушки 38 з отвором 39. Зворотні клапани 31 і 32 складаються з кульки 40 та пружини 41. Керований зворотній клапан 29 (Фіг.4) з'єднано каналом 42 з порожниною 15, каналами 43 і 44 через зворотній клапан 31 з порожниною 14. Керований зворотній клапан 30 (Фіг.5) навпаки з'єднано каналом 45 з порожниною 14, каналами 46 і 47 через зворотній клапан 32 з порожниною 15. Для створення надлишкового тиску рідини у внутрішній порожнині гідравлічного віброзбуджувача у його конструкції передбачений гідроакумулятор, який встановлений у нижній частині корпуса 3 і складається з корпуса 48, гнучкої діафрагми 49, опорних шайб 50, пружини 51 і регульованого гвинта 52 з гайкою 53. Для заповнення гідровіброзбуджувача рідиною та випуску повітря на корпусі 3 встановлений запірний золотник 54. Конструкція універсального шарніра 8 (Фіг.6) включає провушини 55, які жорстко закріплені на корпусі 3 і утримують траверсу 56, вісь 57, яка встановлена нерухомо у співосних отворах траверси 56 і опорного диска 7. Між траверсою 56 і опорним диском на вісі 57 встановлені розпорні втулки 58. Гідравлічний віброзбуджувач працює таким чином. Перед початком експлуатації віброзбуджувача за допомогою гайки 53 і регулювального гвинта 52 діафрагма 49 переміщується у крайнє нижнє положення, стискуючи пружину 51 (Фіг.1). Далі через відкритий запірний золотник 54 внутрішні порожнини статора 1 електродвигуна і корпуса 3 заповнюються робочою рідиною. Після чого запірний золотник 53 закривається, а також відпускається регулювальний гвинт 52. Пружина 51 через діафрагму 49 створює надлишковий тиск рідини. При роботі вмикається електродвигун, який надає обертового руху ексцентрику 10. Обертання ексцентрика 10 викликає коливальний рух опорного диска 7, який у свою чергу створює через шатуни 6 зворотно-поступовий рух поршнів 5 у циліндрах 4. Так, при підйомі поршнів 5, циліндри 4 яких зв'язані з порожниною 14 через кришку 13, відбувається подача рідини по каналу 20 в надпоршневий простір привідного гідроциліндра і відповідно рух поршня 17 вниз. Одночасно, з протилежного боку відбувається опускання поршнів 5 у циліндрах 4, з'єднаних з порожниною 15 через кришку 13, і всмоктування рідини через канал 21 з підпоршневого простору привідного гідроциліндра. При повороті ексцентрика 10 на кут 180° відбуваються протилежні процеси - поршні 5 циліндрів 4, що зв'язані з порожниною 15 підіймаються і подають рідину у підпоршневий простір привідного гідроциліндра і його поршень 17 підіймається догори, а з надпоршневого простору рідина витискується у порожнину 14 і далі в циліндри 4, у яких поршні 5 опускаються донизу. При безперервному обертанні ексцентрика 10 відбувається позмінна подача рідини в надпоршневий і підпоршневий простори привідного гідроциліндра, яка створює коливальний рух штока 18 і відповідно робочого обладнання. Система підживлення рідиною надпоршневих порожнин 14 і 15 циліндрів 4 працює наступним чином. При підйомі поршня 17 у порожнині 15 зростає тиск рідини, який діє на поршень-штовхач 34 керованого зворотного клапана 29 (Фіг.4). За рахунок переміщення поршня-штовхача 34 відкривається клапан 36 і рідина з внутрішньої порожнини гідравлічного віброзбуджувача під тиском від гідроакумулятора через отвори 39 і 35, канал 43, зворотній клапан 31, канал 44 поступає у порожнину 14, де відбувається всмоктування рідини. І навпаки, при опусканні поршня 17 у порожнині 14 зростає тиск рідини, який діє на поршень-штовхач 34 керованого зворотного клапана 30 (Фіг.5). Переміщення поршня-штовхача 34 відкриває клапан 36 і рідина з внутрішньої порожнини гідравлічного віброзбуджувача під тиском від гідроакумулятора через отвори 35, 39, канал 46, зворотній клапан 32, канал 47 поступає у порожнину 15 і додається до рідини, що всмоктується з підпоршневого простору привідного гідроциліндра. При перевантаженні гідравлічного віброзбуджувача спрацьовують запобіжні клапани 23 і 24. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР №718640 кл. F15В21/12, опубликовано 28.02.80, БИО №8. 2. Научно-технический и производственный журнал «Металлургия и горнорудная промышленность», №4, 2000 год, стр.72, рис.1.