RU2804813C1

RU2804813C1 - Device for excitation of linear oscillations

Info

Publication number: RU2804813C1
Application number: RU2023105080A
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Першин; Васем Мансур; Денис Юрьевич Артемов
Filing date: 2023-03-06
Publication date: 2023-10-06

Abstract

FIELD: vibration technology.

SUBSTANCE: in a device for excitation of linear vibrations, containing a cam with a rotation drive, a pusher mounted in a guide with the possibility of linear movement, a spring that presses the pusher against the cam, characterized in that the cam consists of two disks located on the drive shaft with the possibility of a fixed rotation relative to each other, and each of the disks has one cavity of the same shape and size, with one side of each cavity directed along the radius of the disk, and the second curvilinear side connecting the edge of the first side, located closer to the center of the disk, with the circumference of the disk. In addition, a variant of the device is proposed, in which each disk has several identical cavities spaced evenly around its circumference, and by rotating one disk relative to the other, it is possible to change the amplitude of the oscillations generated.

EFFECT: improved stable mobility of bulk material with low-frequency vibration with shock; easy control of amplitude and frequency of vibration; ease of manufacture and operation; efficient use in vibratory batchers and mixers.

1cl

Description

Предлагаемое устройство относится к вибрационной технике и может применяться для возбуждения механических колебаний, в различных машинах и механизмах. Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в вибрационных питателях и смесителях, сыпучих материалах.The proposed device relates to vibration technology and can be used to excite mechanical vibrations in various machines and mechanisms. The most effective use of the proposed device is in vibrating feeders and mixers, bulk materials.

Известно устройство для возбуждения линейных колебаний, представляющее собой трехзвенный кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем (И.И.Артоболевский, Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. Т. V: Кулачковые и фрикционные механизмы. Механизмы с гибкими звеньями. - 2-е изд., переработанное. - М.: «НАУКА», 1981, T.V, 400с.). Кулачок, вращающийся вокруг неподвижной оси, имеет профиль, очерченный по дуге круга. Толкатель движется возвратно-поступательно в неподвижной направляющей. Недостатком устройства является то, что толкатель движется плавно, без ударов, а для обеспечения стабильного движения сыпучего материала необходимо кроме вибрации создавать и ударные воздействия.A device for excitation of linear oscillations is known, which is a three-link cam mechanism with a progressively moving pusher (I.I. Artobolevsky, Mechanisms in modern technology: A reference manual. In 7 volumes. T. V: Cam and friction mechanisms. Mechanisms with flexible links. - 2nd ed., revised. - M.: “NAUKA”, 1981, T.V., 400 pp.). The cam, rotating around a fixed axis, has a profile outlined along the arc of a circle. The pusher moves back and forth in a fixed guide. The disadvantage of the device is that the pusher moves smoothly, without impacts, and to ensure stable movement of bulk material it is necessary to create shock effects in addition to vibration.

Наиболее близким является устройство для возбуждения колебаний с ударными воздействиями (патент РФ №2365430, заявка 2008114769/28 от 10.04.2008. опубл. 27.08.2009. Бюл. № 24). Устройство содержит кулачок с приводом вращения, толкатель, установленный в направляющей с возможностью линейного перемещения, пружину, которая прижимает толкатель к кулачку. Недостатком устройства является отсутствие регулирования амплитуды колебаний.The closest is a device for exciting vibrations with shock effects (RF patent No. 2365430, application 2008114769/28 dated 04/10/2008, published 08/27/2009, Bulletin No. 24). The device contains a cam with a rotation drive, a pusher mounted in a guide with the possibility of linear movement, and a spring that presses the pusher to the cam. The disadvantage of the device is the lack of regulation of the oscillation amplitude.

Задачей предлагаемого изобретения является создание стабильных линейных колебаний с ударом и возможностью регулирования не только частоты, но и амплитуды колебаний. The objective of the proposed invention is to create stable linear oscillations with impact and the ability to regulate not only the frequency, but also the amplitude of the oscillations.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве для возбуждения линейных колебаний, включающем кулачок с приводом вращения с регулируемой скоростью вращения, толкатель, установленный в направляющей с возможностью линейного перемещения, пружину, которая прижимает толкатель к кулачку, кулачок состоит из двух дисков, расположенных на валу привода с возможностью фиксированного поворота относительно друг друга, причем на каждом из дисков имеется по одной впадине одинаковой формы и размеров, причем одна сторона каждой впадины направлена вдоль радиуса диска, а вторая криволинейная сторона соединяет край первой стороны, расположенный ближе к центру диска, с окружностью диска. The task is achieved by the fact that in the proposed device for exciting linear oscillations, including a cam with a rotation drive with adjustable rotation speed, a pusher installed in a guide with the possibility of linear movement, a spring that presses the pusher to the cam, the cam consists of two disks located on drive shaft with the possibility of fixed rotation relative to each other, and on each of the disks there is one depression of the same shape and size, with one side of each depression directed along the radius of the disk, and the second curved side connects the edge of the first side, located closer to the center of the disk, with circumference of the disk.

Пример реализации предлагаемого устройства показан на фиг.1, на фиг. 2 показаны положения дисков при максимальной амплитуде колебаний, на фиг. 3 с уменьшенной амплитудой, на фиг.4 – траектория движения верхнего края толкателя 4, в вертикальном направлении за один оборот дисков 1 и 2. An example of the implementation of the proposed device is shown in Fig. 1, Fig. 2 shows the positions of the disks at the maximum amplitude of oscillations; Fig. 3 with a reduced amplitude, in Fig. 4 - the trajectory of movement of the upper edge of the pusher 4, in the vertical direction for one revolution of disks 1 and 2.

Устройство состоит из дисков 1 и 2, привода 3, толкателя 4, направляющей 5, пружины 6 и гайки 7. Устройство работает следующим образом. Пружина 6 прижимает толкатель 4 к кулачку, который состоит из дисков 1 и 2. При включении привода диски 1 и 2 начинают вращаться, а толкатель 4 скользит по дискам (на фиг. 2 и 3 показано вращение диском против часовой стрелки). Для снижения трения толкателя 4 о диски 1 и 2 можно использовать известное техническое решение, т.е. на толкатель установить ролик (см. И.И.Артоболевский Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. Т. V: стр.19). Пока толкатель 4 движется по окружности, он не перемещается в вертикальном направлении. При достижении толкателем 4 первой стороны впадины, которая направлена по радиусу диска, толкатель под воздействием пружины 6 резко перемещается вниз. При соприкосновении толкателя с нижней точкой впадины происходит удар. При дальнейшем вращении дисков 1 и 2 толкатель 4 плавно скользит по дискам. На фиг. 5 показана траектория движения толкателя за один оборот дисков 1 и 2 (в исходном положении толкатель контактирует с дисками в точке А, фиг.2). The device consists of disks 1 and 2, drive 3, pusher 4, guide 5, spring 6 and nut 7. The device works as follows. Spring 6 presses pusher 4 against the cam, which consists of disks 1 and 2. When the drive is turned on, disks 1 and 2 begin to rotate, and pusher 4 slides along the disks (Figs. 2 and 3 show counterclockwise rotation of the disk). To reduce the friction of the pusher 4 on the disks 1 and 2, you can use a known technical solution, i.e. install a roller on the pusher (see I.I. Artobolevsky Mechanisms in modern technology: Reference manual. In 7 volumes. T. V: p. 19). While the pusher 4 moves in a circle, it does not move in the vertical direction. When the pusher 4 reaches the first side of the depression, which is directed along the radius of the disk, the pusher, under the influence of the spring 6, moves sharply downward. When the pusher comes into contact with the bottom point of the cavity, an impact occurs. With further rotation of disks 1 and 2, pusher 4 smoothly slides along the disks. In fig. Figure 5 shows the trajectory of movement of the pusher for one revolution of disks 1 and 2 (in the initial position, the pusher is in contact with the disks at point A, Fig. 2).

Частоту колебаний можно регулировать за счет изменения скорости вращения привода. Для регулирования амплитуды колебаний достаточно ослабить гайку 7 (фиг.1) и повернуть диски 1 и 2 на определенный угол α, как это показано на фиг. 2 и фиг.3. Можно видеть, что при повороте диска 1 относительно диска 2 или наоборот амплитуда перемещений толкателя 4 в вертикальном направлении уменьшается от Н₀до Н₁ (цветом на фиг.3 показан диск 2, который уменьшает глубину впадины). The oscillation frequency can be adjusted by changing the rotation speed of the drive. To regulate the amplitude of oscillations, it is enough to loosen the nut 7 (Fig. 1) and turn the disks 1 and 2 to a certain angle α, as shown in Fig. 2 and Fig.3. It can be seen that when disk 1 is rotated relative to disk 2 or vice versa, the amplitude of movement of the pusher 4 in the vertical direction decreases from H ₀ to H ₁ (the color in Fig. 3 shows disk 2, which reduces the depth of the cavity).

На фиг.4 показана траектория движения верхнего края толкателя 4, в вертикальном направлении за один оборот дисков 1 и 2. Предполагалось, что толкатель в начале цикла находился в точке А (фиг.2). При повороте дисков на угол 90 градусов против часовой стрелки толкатель достигает впадины и резко перемещается вниз (фиг.4). При дальнейшем повороте на угол α₀толкатель плавно возвращается в исходное положение и продолжает движение без перемещения в вертикальном направлении до точки А (фиг.2). После этого цикл колебаний повторяется.Figure 4 shows the trajectory of movement of the upper edge of the pusher 4 in the vertical direction during one revolution of the disks 1 and 2. It was assumed that the pusher at the beginning of the cycle was at point A (Figure 2). When the disks are turned at an angle of 90 degrees counterclockwise, the pusher reaches the depression and moves sharply downward (Fig. 4). With further rotation at an angle α ₀ , the pusher smoothly returns to its original position and continues to move without moving in the vertical direction to point A (Fig. 2). After this, the cycle of oscillations repeats.

Результаты использования устройства для создания линейных колебаний в весовом дозаторе по патенту РФ №2251083 показали, что за счет стабилизации вибрации и ударных воздействий, точность непрерывного дозирования плохо сыпучих материалов (порошок графита, углеродные нанотрубки) повысилась на 15%.The results of using a device for creating linear vibrations in a weigh feeder according to RF patent No. 2251083 showed that due to the stabilization of vibration and shock effects, the accuracy of continuous dosing of poorly flowing materials (graphite powder, carbon nanotubes) increased by 15%.

Claims

A device for exciting linear vibrations, including a cam with a rotation drive, a pusher mounted in a guide with the possibility of linear movement, a spring that presses the pusher to the cam, characterized in that the cam consists of two disks located on the drive shaft, with the possibility of fixed rotation relative to each other, and on each of the disks there is one depression of the same shape and size, with one side of each depression directed along the radius of the disk, and the second curved side connects the edge of the first side, located closer to the center of the disk, with the circumference of the disk.