PL246690B1

PL246690B1 - Inertial vibrator mechanically regulating the force generating vibrations during its operation

Info

Publication number: PL246690B1
Application number: PL434821A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Ławińska; Remigiusz Modrzewski; Andrzej Obraniak
Original assignee: Politechnika Lodzka; Siec Badawcza Lukasiewicz Inst Przemyslu Skorzanego
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2025-02-24
Also published as: PL434821A1

Abstract

Wibrator bezwładnościowy mechanicznie regulujący siłę wymuszającą drgania w trakcie jego pracy zawierający silnik elektryczny i masę niewyważoną oraz mechanizm regulujący położenie tej masy względem osi obrotów, charakteryzuje się tym, że masa niewyważona (1) umieszona jest na podwójnej dźwigni (2), której drugi koniec jednego ramienia połączony jest przegubem (3) z wałem (4) silnika elektrycznego (13), a drugi koniec drugiego ramienia połączony jest przegubem (5) z odcinkiem wału (6) umieszczonym w obudowie łożyska (7), z tym, że oś odcinka wału (6) pokrywa się z osią (8) wału (4) silnika elektrycznego (13), a ponadto ramiona podwójnej dźwigni (2) połączone są ze sobą środkowym przegubem (10).An inertial vibrator mechanically regulating the force causing vibrations during its operation, containing an electric motor and an unbalanced mass and a mechanism regulating the position of this mass relative to the axis of rotation, characterized in that the unbalanced mass (1) is placed on a double lever (2), the other end of one arm of which is connected by a joint (3) to the shaft (4) of the electric motor (13), and the other end of the second arm is connected by a joint (5) to a section of the shaft (6) placed in the bearing housing (7), with the axis of the section of the shaft (6) coinciding with the axis (8) of the shaft (4) of the electric motor (13), and furthermore the arms of the double lever (2) are connected to each other by a central joint (10).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wibrator bezwładnościowy mechanicznie regulujący siłę wymuszającą drgania w trakcie jego pracy. Rozwiązanie znajduje zastosowanie w urządzeniach wibracyjnych w branżach m.in. takich jak przeróbka kruszyw i odpadów mineralnych, przemysł młynarski i cukierniczy, górnictwo, przemysł miedziowy, budownictwo.The subject of the invention is an inertial vibrator that mechanically regulates the force that forces vibrations during its operation. The solution finds application in vibrating devices in industries such as aggregate and mineral waste processing, milling and confectionery industry, mining, copper industry, construction.

Znane są wibratory bezwładnościowe obrotowe, które na wale silnika elektrycznego mają zamontowaną masę, której środek ciężkości znajduje się poza osią obrotów tego wału. W trakcie obrotów wału z niewyważoną masą powstaje siła odśrodkowa wymuszająca drgania. Wielkość masy niewyważonej, a tym samym wartość siły wymuszającej wibratora i wielkość amplitudy drgań można zmieniać jedynie poprzez zdejmowanie lub nakładanie elementów masy niewyważonej na wał, albo poprzez zmianę położenia poszczególnych części masy niewyważonej na wale. Czynności te można wykonać tylko po zatrzymaniu wibratora i zdjęciu jego obudowy. Tymczasem w technice wibracyjnej istnieje często konieczność regulacji siły wymuszającej drgania w czasie pracy wibratora. Korzystne jest czasowe zmniejszenie siły wymuszającej wibratora w przypadku wpadania urządzenia napędzanego tym wibratorem w rezonans, czyli wówczas kiedy częstość siły wymuszającej wibratora jest równa częstości drgań własnych danego urządzenia. Synchronizacja częstości drgań wibratora z częstością drgań własnych układu spowodować może bowiem gwałtowny i niekontrolowany wzrost amplitudy drgań, co może prowadzić do uszkodzeń lub zniszczenia danego urządzenia. Przechodzenie przez zakres drgań własnych obserwuje się często w momentach rozruchu lub zatrzymywania urządzeń wibracyjnych takich jak przesiewacze, granulatory, podajniki itp.Rotary inertial vibrators are known, which have a mass mounted on the shaft of an electric motor, the center of gravity of which is located outside the axis of rotation of this shaft. During the rotation of the shaft with an unbalanced mass, a centrifugal force is created that forces vibrations. The size of the unbalanced mass, and thus the value of the vibrator's forcing force and the size of the vibration amplitude, can only be changed by removing or placing elements of the unbalanced mass on the shaft, or by changing the position of individual parts of the unbalanced mass on the shaft. These activities can only be performed after stopping the vibrator and removing its housing. Meanwhile, in vibration technology, there is often a need to regulate the force forcing vibrations during the operation of the vibrator. It is beneficial to temporarily reduce the vibrator's forcing force in the event that the device driven by this vibrator falls into resonance, i.e. when the frequency of the vibrator's forcing force is equal to the natural frequency of the given device. Synchronization of the vibrator vibration frequency with the natural vibration frequency of the system can cause a sudden and uncontrolled increase in the vibration amplitude, which can lead to damage or destruction of the device. Passing through the natural vibration range is often observed at the moments of starting or stopping vibrating devices such as screens, granulators, feeders, etc.

Regulacja siły wymuszającej poprzez jej zmniejszenie przed zatrzymaniem wibratora może być rozwiązaniem tych problemów. Ponadto w niektórych zastosowaniach np. w napędach przesiewaczy, płynne zwiększenie siły wymuszającej w czasie pracy maszyny może dać dobry efekt procesowy w przypadku nagłego pojawienia się na sicie materiału bardziej wilgotnego lub zanieczyszczonego. Większa amplituda drgań zapobiega wówczas blokowaniu się otworów sita. Można zatem reagować na zmieniające się warunki bez zatrzymywania urządzenia.Adjusting the forcing force by reducing it before stopping the vibrator can be a solution to these problems. In addition, in some applications, e.g. in screen drives, a smooth increase in the forcing force during machine operation can give a good process effect in the event of a sudden appearance of more moist or contaminated material on the sieve. A larger vibration amplitude then prevents the sieve holes from blocking. It is therefore possible to react to changing conditions without stopping the device.

Wynalazek rozwiązuje problem mechanicznej regulacji siły wymuszającej drgania w czasie pracy wibratora, co umożliwia urządzeniom wibracyjnym zachowanie ciągłości procesu.The invention solves the problem of mechanical regulation of the force causing vibrations during vibrator operation, which enables vibrating devices to maintain process continuity.

Wibrator bezwładnościowy mechanicznie regulujący siłę wymuszającą drgania w trakcie jego pracy zawierający silnik elektryczny i masę niewyważoną oraz mechanizm regulujący położenie lej masy względem osi obrotów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że masa niewyważona umieszczona jest na podwójnej dźwigni, której drugi koniec jednego ramienia połączony jest przegubem z wałem silnika elektrycznego, a drugi koniec drugiego ramienia połączony jest przegubem z odcinkiem wału umieszczonym w obudowie łożyska, z tym, że oś odcinka wału pokrywa się z osią obrotów wału silnika elektrycznego, a ponadto ramiona podwójnej dźwigni połączone są ze sobą środkowym przegubem.An inertial vibrator mechanically regulating the force causing vibrations during its operation, comprising an electric motor and an unbalanced mass and a mechanism regulating the position of the mass funnel relative to the axis of rotation, according to the invention, characterized in that the unbalanced mass is placed on a double lever, the other end of one arm of which is connected by a joint to the shaft of the electric motor, and the other end of the second arm is connected by a joint to a shaft section placed in the bearing housing, the axis of the shaft section being the same as the axis of rotation of the shaft of the electric motor, and furthermore the arms of the double lever are connected to each other by a central joint.

Korzystnie obudowa łożyska umieszczona jest z możliwością przesuwania się na nieruchomej podstawie w kierunku osi obrotów wału.Advantageously, the bearing housing is arranged so as to be able to slide on a stationary base in the direction of the axis of rotation of the shaft.

Korzystnie masa niewyważona umieszczona jest na środkowym przegubie podwójnej dźwigni. Równie korzystnie przesuwanie obudowy łożyska po podstawie odbywa się za pomocą śruby. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia ochronę urządzeń wibracyjnych przed uszkodzeniem nadmiernymi drganiami np. w czasie zatrzymania lub rozruchu.Preferably, the unbalanced mass is placed on the central joint of the double lever. Equally preferably, the bearing housing is moved on the base using a screw. The solution according to the invention enables the protection of vibrating devices against damage caused by excessive vibrations, e.g. during stopping or starting.

Zaletą wynalazku jest brak konieczności stosowania falowników prądu w celu regulacji pracy wibratora, a także brak konieczności zdejmowania obudowy wibratora w celu jego regulacji.The advantage of the invention is that there is no need to use power inverters to regulate the operation of the vibrator, and there is no need to remove the vibrator housing to adjust it.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat wibratora bezwładnościowego mechanicznie regulującego silę wymuszającą drgania, w którym masa niewyważona umieszczona jest na środkowym przegubie podwójnej dźwigni.The subject of the invention is presented in an example embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of an inertial vibrator mechanically regulating the force driving the vibrations, in which the unbalanced mass is placed on the central joint of the double lever.

Wibrator bezwładnościowy mechanicznie regulujący siłę wymuszającą drgania w trakcie jego pracy zawiera silnik elektryczny 13 i masę niewyważoną 1 oraz mechanizm regulujący położenie tej masy niewyważonej 1 względem osi obrotów 8. Ramiona podwójnej dźwigni 2 połączone są ze sobą środkowym przegubem 10, na którym umieszczona jest masa niewyważona 1. Drugi koniec jednego ramienia podwójnej dźwigni 2 połączony jest przegubem 3 z wałem 4 silnika elektrycznego 13, a drugi koniec drugiego ramienia podwójnej dźwigni 2 połączony jest przegubem 5 z odcinkiem wału 6, którego oś pokrywa się z osią obrotów 8 wału 4 silnika elektrycznego 13. Odcinek wału 6 jest zamocowany w łożysku, którego obudowa 7 przesuwana jest po nieruchomej podstawie 9 w kierunku osi obrotów 8 obydwu wałów. Przesuwanie to powoduje zmianę kąta wewnętrznego β między ramionami podwójnej dźwigni 2 i tym samym zmianę odległości masy niewyważonej 1 od osi obrotów 8. Przesuwanie odbywa się w czasie obrotów wału 4, a więc w czasie pracy wibratora, bowiem obudowa łożyska 7 nie wykonuje ruchu obrotowego. Obraca się tylko łożysko (jego wewnętrzna część) i odcinek walu 6 zamocowany w tym łożysku. Przesuwanie obudowy łożyska 7, po podstawie 9 odbywa się za pomocą śruby 12. Całe urządzenie znajduje się w jednej obudowie 11. Przesunięcie obudowy łożyska 7 w prawo powoduje zmniejszenie się kąta wewnętrznego β pomiędzy obydwoma ramionami podwójnej dźwigni 2 i tym samym odsunięcie masy niewyważonej 1 od osi obrotów 8 na większą odległość. Większa odległość masy niewyważonej 1 od osi obrotów 8 oznacza zaś większą siłę odśrodkową. Działanie przeciwne, czyli przesunięcie obudowy łożyska 7 w lewo powoduje przybliżenie masy niewyważonej 1 do osi obrotów 8 i tym samym zmniejszenie siły wymuszającej. Pozwala to w sposób płynny regulować wartość tej siły w czasie pracy wibratora.The inertial vibrator mechanically regulating the force causing vibrations during its operation comprises an electric motor 13 and an unbalanced mass 1 as well as a mechanism regulating the position of this unbalanced mass 1 relative to the axis of rotation 8. The arms of the double lever 2 are connected to each other by a central joint 10, on which the unbalanced mass 1 is placed. The other end of one arm of the double lever 2 is connected by a joint 3 to the shaft 4 of the electric motor 13, and the other end of the other arm of the double lever 2 is connected by a joint 5 to a section of the shaft 6, the axis of which coincides with the axis of rotation 8 of the shaft 4 of the electric motor 13. The section of the shaft 6 is mounted in a bearing, the housing of which 7 is moved on a stationary base 9 in the direction of the axis of rotation 8 of both shafts. This shifting causes a change in the internal angle β between the arms of the double lever 2 and thus a change in the distance of the unbalanced mass 1 from the axis of rotation 8. The shifting takes place during the rotation of the shaft 4, i.e. during the operation of the vibrator, because the bearing housing 7 does not perform a rotary movement. Only the bearing (its internal part) and the shaft section 6 mounted in this bearing rotate. The bearing housing 7 is moved along the base 9 using a screw 12. The entire device is located in one housing 11. Moving the bearing housing 7 to the right causes a decrease in the internal angle β between both arms of the double lever 2 and thus moving the unbalanced mass 1 away from the axis of rotation 8 by a greater distance. A greater distance of the unbalanced mass 1 from the axis of rotation 8 means a greater centrifugal force. The opposite action, i.e. moving the bearing housing 7 to the left, causes the unbalanced mass 1 to move closer to the axis of rotation 8 and thus reduces the forcing force. This allows you to smoothly adjust the value of this force during the operation of the vibrator.

Claims

1. An inertial vibrator mechanically regulating the force driving vibrations during its operation, comprising an electric motor and an unbalanced mass and a mechanism regulating the position of this mass relative to the axis of rotation, characterized in that the unbalanced mass (1) is placed on a double lever (2), the other end of one arm of which is connected by a joint (3) to the shaft (4) of the electric motor (13), and the other end of the second arm is connected by a joint (5) to a section of the shaft (6) placed in the bearing housing (7), the axis of the section of the shaft (6) being the same as the axis of rotation (8) of the shaft (4) of the electric motor (13), and furthermore the arms of the double lever (2) are connected to each other by a central joint (10).

2. A vibrator according to claim 1, characterized in that the bearing housing (7) is arranged so as to be slidable on a fixed base (9) in the direction of the axis of rotation (8) of the shaft (4).

3. A vibrator according to claim 1 or 2, characterized in that the unbalanced mass (1) is placed on the central joint (10) of the double lever (2).

4. A vibrator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sliding of the bearing housing (7) on the base (9) is performed by means of a screw (12).