SU1733224A1 - Electromagnetic resonance pulse machine - Google Patents
Electromagnetic resonance pulse machine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1733224A1 SU1733224A1 SU894630146A SU4630146A SU1733224A1 SU 1733224 A1 SU1733224 A1 SU 1733224A1 SU 894630146 A SU894630146 A SU 894630146A SU 4630146 A SU4630146 A SU 4630146A SU 1733224 A1 SU1733224 A1 SU 1733224A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- working tool
- oscillations
- machine
- voltage
- drive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машинам импульсного действи . Предназначено дл возбуждени резонансных колебаний в объектах воздействи , например дл разрушени негабаритных блоков горной породы. Цель изобретени - повышение эффективности машины за счет снижени энергозатрат , материалоемкости и уровн шума. Поставленна цель достигаетс возбуждением в рабочем инструменте 2 собственных колебаний, настраиваемых в резонанс с собственными колебани ми разрушаемого блока 6. Дл этого вначале в рабочем инструменте , выполненном из упругоэластично- го электрострикционного материала, действием переменного электрического поThis invention relates to pulsed machines. It is intended to excite resonant oscillations in objects of influence, for example, to destroy oversized blocks of rock. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the machine by reducing energy consumption, material intensity and noise level. The goal is achieved by excitation in a working tool of 2 natural oscillations that are tuned to resonance with the natural vibrations of the destroyed block 6. To do this, first in a working tool made of an elasto-elastic electrostrictive material,
Description
JJ
4four
1one
j ij i
слcl
сwith
JLJl
--ч---h-
« ч«чЧь.. рг/.1"H" hchu .. rg / .1
ШSh
ii
Ш$.W $.
Ш- тPC
1one
i-vl ICJi-vl ICJ
со towith to
|Ч)| H)
ЈьЈ
л через электроды 5 возбуждают вынужденные механические колебани , которые по частоте настраивают в резонанс с собственной частотой колебаний разрушаемого блока 6. Затем посредством посто нного электрического пол , подводимого электродами 4, осуществл ют резонансную подстройку собственной частоты колебаний инструмента 2 и вынужденной частоты колебаний электрического пол на электродах 5.l through the electrodes 5 excite forced mechanical oscillations that adjust the frequency to resonance with the natural frequency of the block 6 to be destroyed. Then, by means of a constant electric field supplied by the electrodes 4, the natural frequency of the instrument 2 and the forced frequency of the electric field oscillate electrodes 5.
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам импульсного действи , и предназначено дл возбуждени резонансных колебаний в объектах ограниченных размеров, например в негабаритных кусках горной породы, с целью их разрушени , фундаментах сносимых зданий и отдельных обособленных сооружени х , может быть также использовано дл возбуждени резонансных колебаний в стенках бункеров, кузовов автосамосвалов и железнодорожных вагонов с целью очистки их от прилипших и примерзших инородных материалов.The invention relates to mechanical engineering, namely, pulsed devices, and is intended to excite resonant oscillations in objects of limited size, for example, in oversized pieces of rock, with the aim of destroying them, the foundations of buildings being demolished and separate separate structures, can also be used to excite them. resonance oscillations in the walls of bunkers, bodies of dump trucks and railway cars in order to clean them from adhering and frozen foreign materials.
Известна электромагнитна машина ударного действи , предназначенна дл разрушени материалов, котора содержит корпус, рабочий инструмент, привод, включающий катушку рабочего хода с магнито- проводом, боек и устройство возврата бойка.A known electromagnetic percussion machine designed to destroy materials, which includes a housing, a working tool, an actuator comprising a power stroke coil with a magnetic conductor, a firing pin, and a striker return device.
Электромагнитной машине ударного действи присущ недостаток, общий дл всех известных электромагнитных устройств импульсного действи , использую- щих привод с катушками рабочего и холостого хода, а дл разрушени материалов - беек: в бойке, рабочем инструменте и других ферромагнитных элементах возникают вихревые токи, привод щие к энерге- тическим потер м; устройство громоздко и материалоемко, а движени рабочего инструмента и бойка сопровождаютс шумом.The electromagnetic percussion machine has a drawback that is common to all known electromagnetic pulsed devices that use a drive with working and idling coils, and for the destruction of materials - pits: vortex currents occur in the striker, working tool and other ferromagnetic elements, resulting in energy losses; the device is cumbersome and material-intensive, and the movements of the working tool and striker are accompanied by noise.
Цель изобретени - повышение эффективности машины за счет снижени энерго- затрат, материалоемкости и уровн шума.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the machine by reducing energy consumption, material consumption and noise level.
На фиг. 1 представлена схема резонансной электрической машины импульсного действи ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.FIG. 1 shows a diagram of a resonant electric machine of a pulsed action; figure 2 - section aa in figure 1.
Машина содержит корпус 1, рабочий инструмент 2, выполненный из упругоэла- стичного электрострикционного материала, способного деформироватьс под действием внешнего электрического пол , св занное с корпусом зажимное устройство 3 дл удержани рабочего инструмента 2 цилиндДл этого измен ют жесткость рабочего инструмента плавным изменением разности потенциалов на электродах 4. О наступлении резонанса суд т по увеличению амплитуды колебаний. После полной резонансной настройки рабочий инструмент прикладывают к свободной поверхности блока 6 и удерживают в таком состо нии до полного разрушени блока. 2 ил.The machine includes a housing 1, a working tool 2, made of an elastic-elastic, electrostrictive material capable of deforming under the action of an external electric field, a clamping device 3 connected to the housing to hold the working tool 2 cylinders. To change the rigidity of the working tool by smoothly changing the potential difference across the electrodes. 4. The onset of resonance is judged by an increase in the amplitude of oscillations. After a complete resonant tuning, the working tool is applied to the free surface of block 6 and held in this state until the block is completely destroyed. 2 Il.
рической формы в заданном положении при различных возмущени х, привод, включающий две пары электродов-обкладок 4 и 5, выполненных в виде токопровод щих упру- гоэластичных полосковых покрытий, расположенных вдоль рабочего инструмента и соединенных соответственно с управл емыми источниками посто нного и переменного напр жени (не показаны).shape in a given position under different disturbances, a drive comprising two pairs of electrode plates 4 and 5, made in the form of conductive elastic-elastic strip coatings located along the working tool and connected respectively to controlled sources of constant and alternating voltage (not shown).
Резонансна электрическа машина импульсного действи работает следующим образом.A resonant electric pulse machine operates as follows.
Вначале осуществл ют подготовку машины к работе. Вручную или с помощью известных приспособлений (ручной тележки , самоходного шасси, автоподъемника и т.д.) машину подвод т и прикладывают свободным (незакрепленным) концом рабочего инструмента 2 к объекту воздействи , например к поверхности негабаритного куска 6 горной породы. Включением источника переменного электрического напр жени через электроды-обкладки 5 к рабочему инструменту 2 прикладывают переменное электрическое поле, вследствие чего в элек- трострикционном материале инструмента 2 возбуждаютс вынужденные механические колебани . Поскольку источник переменного электрического напр жени выполнен с возможностью регулировани частоты колебаний этого напр жени , то, измен частоту колебаний приложенного электрическогоFirst, prepare the machine for operation. Manually or using known devices (hand truck, self-propelled chassis, car lift, etc.), the machine is brought in and applied by the free (loose) end of the working tool 2 to the object of influence, for example, on the surface of an oversized piece of rock 6. By switching on a source of alternating electrical voltage, an alternating electric field is applied through the electrodes-plates 5 to the working tool 2, as a result of which forced mechanical vibrations are excited in the electrostriction material of the tool 2. Since the source of alternating electrical voltage is adapted to control the frequency of oscillations of this voltage, then, by changing the frequency of oscillations of the applied electrical
пол и вызванную им вынужденную частоту механических колебаний рабочего инструмента , достигают резонансного соответстви вынужденной частоты механи- i ческих колебаний рабочего инструмента 2 и собственной частоты колебаний негабаритного куска 6 горной породы. Резонанс определ ют визуально по максимальному значению амплитуды колебаний поверхности куска 6. Подготовку к работе машины завершают резонансной подстройкой, то есть приведением в соответствиеthe field and the forced frequency of mechanical oscillations of the working tool caused by it reach resonance of the forced frequency of mechanical oscillations of the working tool 2 and the natural frequency of oscillations of the oversized piece 6 of the rock. The resonance is determined visually by the maximum value of the amplitude of oscillations of the surface of the piece 6. Preparation for the operation of the machine is completed by resonant adjustment, i.e.
собственной частоты колебаний рабочего инструмента и вынужденной частотыnatural frequency of oscillation of the working tool and forced frequency
колебаний приложенного переменного электрического пол , дл чего измен ют жесткость упругоэластичного электрострикци- онного материала рабочего инструмента 2 приложением к материалу посто нного электрического пол через электроды-обкладки 4, соединенные с источником посто нного электрического напр жени . При этом свободный конец рабочего инструмента , колеблющийс под действием переменного электрического пол , подводимого через электроды 5, отрывают отfluctuations of the applied alternating electric field, for which the stiffness of the elastic-elastic electrostriction material of the working tool 2 is changed by applying to the material a constant electric field through the electrodes-plates 4 connected to a constant electric voltage source. At the same time, the free end of the working tool, oscillating under the action of an alternating electric field supplied through the electrodes 5, is detached from
поверхности куска 2. Плавное изменение разности потенциалов на электродах 4 влечет за собой плавное изменение жесткости рабочего инструмента 2 и собственной частоты его колебаний. Это напоминает изменение частоты собственных колебаний струны вследствие изменени ее нат жени . Как и на первом этапе подготовки машины к работе, о наступлении резонанса суд т визуально по максимальному значению амплитуды колебаний свободного конца рабочего инструмента, в котором возбуждаетс целое число сто чих волн. Дл работы пригодны только нечетные гармоники собственных колебаний с узлом в месте закреплени инструмента в зажимном устройстве и пучностью с максимальной амплитудой колебаний на свободном его конце.the surface of the piece 2. A smooth change in the potential difference on the electrodes 4 entails a smooth change in the rigidity of the working tool 2 and the natural frequency of its oscillations. This resembles a change in the natural frequency of a string due to a change in its tension. As in the first stage of machine preparation for operation, the onset of resonance is judged visually by the maximum value of the amplitude of oscillations of the free end of the working tool, in which an integer number of hundred waves is excited. Only odd harmonics of natural oscillations with a node in the place of fixing the tool in the clamping device and an antinode with a maximum amplitude of oscillations at its free end are suitable for operation.
После завершени подготовки машины к работе рабочий инструмент 2 снова прижимают свободным концом к поверхности негабаритного куска 6 горной породы и теперь уже удерживают в прижатом состо нии до полного разрушени куска. Разрушение горной породы происходит изнутри за счет резонансного поглощени энергии волнового пол и концентрации ее на трещинах внутри куска. В сплошных (монолитных ) кусках резонансные колебани характеризуютс стремительным возрастанием амплитуды колебаний куска и его разрушением вследствие запредельных напр жений в разрушаемом материале. Снижение энергозатрат в резонансной электрической машине импульсного действи достигают за счет снижени гистерезис0After the preparation of the machine for work is completed, the working tool 2 is pressed again with its free end to the surface of the oversized piece of rock 6 and is now held in the pressed state until the piece is completely destroyed. The destruction of the rock occurs from the inside due to the resonant absorption of the energy of the wave field and its concentration on the cracks inside the piece. In solid (monolithic) pieces, resonant oscillations are characterized by a rapid increase in the amplitude of the oscillations of the piece and its destruction due to extreme stresses in the material to be destroyed. The reduction of energy consumption in a resonant electric machine of a pulsed action is achieved by reducing the hysteresis 0
5five
00
SS
00
5five
00
5five
ных потерь на внутреннее трение Е материале рабочего инструмента, поскольку он колеблетс на собственной частоте, v улучшени условий передачи подводимой энергии разрушаемому блоку горной породы . Снижение материалоемкости машинь обеспечиваетс компактностью привода, поскольку функции рабочего инструмента и привода совмещены в одном элементе. Снижение шума осуществл етс за счет безударного взаимодействи свободного конца рабочего инструмента с объектом взаимодействи , поскольку поверхность торца инструмента все врем находитс в контакте с поверхностью разрушаемого блока горной породы, а контактирующие точки движутс с одинаковыми скорост ми (относительное движение отсутствует). Помимо всего этого в процессе работы машины возбуждаютс нечетные гармоники собственных колебаний рабочего инструмента с неподвижн ым узлом на зажимном устройстве и пучностью (максимальной амплитудой колебаний) на свободном конце инструмента . Этим обеспечиваетс виброзащита корпуса машины от возбуждаемых в рабочем инструменте колебаний, поскольку через узловые точки, как известно, колебани на корпус не передаютс .losses due to internal friction E of the working tool material, since it oscillates at its own frequency, v improves the conditions for the transfer of the input energy to the rock block to be destroyed. The reduction in the material consumption of the machine is ensured by the compactness of the drive, since the functions of the working tool and the drive are combined in one element. The noise is reduced due to the unaccented interaction of the free end of the working tool with the interaction object, since the surface of the tool end is in contact with the surface of the rock block to be destroyed all the time, and the contact points move at the same speed (relative motion is absent). In addition to all this, in the process of operation, the machines excite the odd harmonics of the natural oscillations of the working tool with a stationary unit on the clamping device and an antinode (maximum amplitude of oscillations) at the free end of the tool. This provides vibration protection of the machine body from vibrations excited in the working tool, since, as is known, no vibrations are transmitted to the body through the nodal points.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894630146A SU1733224A1 (en) | 1989-01-02 | 1989-01-02 | Electromagnetic resonance pulse machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894630146A SU1733224A1 (en) | 1989-01-02 | 1989-01-02 | Electromagnetic resonance pulse machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1733224A1 true SU1733224A1 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=21419553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894630146A SU1733224A1 (en) | 1989-01-02 | 1989-01-02 | Electromagnetic resonance pulse machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1733224A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140701C1 (en) * | 1996-11-22 | 1999-10-27 | Шевчук Александр Сергеевич | Process of energy generation and gear for its implementation |
-
1989
- 1989-01-02 SU SU894630146A patent/SU1733224A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1404322, кл. В 08 В 7/02. 1988. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2140701C1 (en) * | 1996-11-22 | 1999-10-27 | Шевчук Александр Сергеевич | Process of energy generation and gear for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4692649A (en) | Driving circuit of a vibration wave motor | |
| US5200665A (en) | Ultrasonic actuator | |
| JPS6485584A (en) | Composite type piezoelectric motor | |
| DE50014572D1 (en) | PIEZOELECTRIC DRIVE | |
| SU1733224A1 (en) | Electromagnetic resonance pulse machine | |
| FR2277438A1 (en) | FORK-SHAPED PIEZO-ELECTRIC RESONANT VIBRATOR | |
| SU1643146A2 (en) | Vibration-type pipe wrench | |
| JPH0311983A (en) | Driving method of ultrasonic motor and vibrator for ultrasonic motor | |
| RU2055442C1 (en) | Reversing vibration motor | |
| JPS61203873A (en) | Vibration wave motor drive circuit | |
| Guyomar et al. | Low consumption damping of planar structures | |
| SU1553303A1 (en) | Method of assembling parts | |
| JPS61221585A (en) | Drive circuit of vibration wave motor | |
| SU1376200A1 (en) | Vibration motor | |
| SU646393A1 (en) | Piezoelectric vibromotor | |
| SU968869A1 (en) | Vibromotor | |
| Koc et al. | A miniature piezoelectric rotary motor using two orthogonal bending modes of a hollow cylinder | |
| RU1786633C (en) | Piezoelectric transducer excitation device | |
| SU1433845A1 (en) | Device for controlling electromagnetic resonance vibromachine | |
| DE69109359D1 (en) | High frequency piezoelectric vibrator. | |
| JPH04150783A (en) | ultrasonic motor | |
| JP3026220B2 (en) | Ultrasonic open / close detection method and device | |
| SU1737557A1 (en) | Multicoordinate stage | |
| SU954112A1 (en) | Vibration machine | |
| SU1022293A1 (en) | Piezoelectric resonator |