Материал: 2261

Рис. 27. Схема вибровозбудителя кинематического действия: 1 – кривошип длиной l; 2 – шатун; 3 – ползун (поводок);

4 – сортирующая поверхность виброгрохота (решето или сито); 5 – устройство подачи сортируемого материала; 6 – ёмкость с отсортированным материалом;

7 – конвейер, уносящий неотсортированный материал

На примере привода виброгрохота определим виброперемещение, виброскорость и виброускорение, создаваемое вибровозбудителем кинематического действия.

Для случая, когда длина кривошипа l во много раз меньше длины шатуна можно считать, что виброперемещение сортирующей поверхности 4 определяется проекцией кривошипа ОА на горизонтально направленную ось x.

Продифференцировав данное выражение по времени, получим выражения для виброскорости и виброускорения.

Для практики имеет большое значение максимальные значения виброускорения, виброскорости и виброперемещения. Эти максимальные значения можно получит из выражений (87), (88), (89), приняв:

- 55 -

cos( t 0 ) 1 и sin( t 0 ) 1.

При виброускорениях, близких к ускорению свободного падения сыпучий материал переходит в состояние “виброкипения”.

Приняв можно из выражения

XAmax g,

найти значения угловой скорости вращения и длину кривошипа, при которых сыпучий материал будет находиться в состоянии виброкипения.

1.16. Гидравлические вибровозбудители

Гидравлические вибровозбудители широко применяются в строительных и дорожных машинах:

-в качестве навесного оборудования одноковшовых экскаваторов (гидромолоты, гидротрамбовки) для разрушения мёрзлых грунтов, скальных пород, а также для уплотнения насыпных грунтов;

-в качестве активных рабочих органов строительных и дорожных машин (виброрыхлители, виброзубья ковшей экскаваторов), предназначенных для разработки мёрзлых грунтов и скальных пород;

-в качестве механизированного ручного инструмента, предназаначенного для разрушения твёрдых пород и уплотнения грунтов (гидравлические отбойные молотки, гидроломы, гидротрамбовки).

Гидровозбудители сообщают колебания рабочему органу либо вследствие использования пульсирующего источника рабочей жидкости, либо путём разрыва потока жидкости постоянного расхода с по-

-56 -

мощью гидравлических распределителей с механическим или электрическим управлением.

По принципу действия гидровозбудители можно разделить на несколько групп:

-пульсаторные;

-следящего типа;

-автоколебательные;

-гидроударные машины с внешним управлением частотой импульсов.

На рис. 28 изображена принципиальная схема пульсаторного гидровозбудителя колебаний двухстороннего действия с насосом – пульсатором.

При вращении коленчатого вала 3 поршни гидропульсатора подают рабочую жидкость то в поршневую, то в штоковую полости рабочего цилиндра 1.

Рис. 28. Схема пульсаторного гидровозбудителя: 1 – рабочий цилиндр; 2 – поршень со штоком; 3 – коленчатый вал; 4 – поршни гидропульсатора; 5 – упругий элемент

При этом поршень со штоком 2 совершает возвратнопоступательные движения, частота которых определяется частотой вращения коленчатого вала 3, а амплитуда колебаний определяется величиной рабочего хода поршней гидропульсатора 4 и соотношением диаметров поршней гидропульсатора 4 и поршня со штоком 2. На рис. 29 изображена схема гидравлического вибровозбудителя следящего типа.

- 57 -

Рис. 29. Схема гидравлического вибровозбудителя следящего типа

Поток рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидроцилиндр 3, переключается с помощью двухпояскового золотника гидравлического распределителя 2. Гидравлический распределитель 2 совершает возвратно-поступательное движение за счёт эксцентрикового привода, приводимого в движение электродвигателем постоянного тока. Достоинством электродвигателей постоянного тока является возможность плавного регулирования частоты вращения.

В данной схеме гидравлического вибровозбудителя электродвигатель может вращаться с частотой от 300 до 1500об/мин.

Характеристика гидравлического вибровозбудителя:

- максимальное усилие на штоке исполнительного гидроцилиндра зависит от давления жидкости в гидросистеме и площади поршня и лежит в пределах от 5 103Н до 50 103Н (от 500 кг до 5 тонн);

-частота вибрации плавно регулируется в диапазоне f =5…25 Гц

(300…1500 1/мин);

-амплитуда возбуждаемых колебаний Amax 20 мм (2см).

На рис. 30 изображена принципиальная схема автоколебательного гидравлического вибровозбудителя. Наличие зазора в механической обратной связи является необходимым условием работы рассматриваемого вибровозбудителя.

- 58 -

Рис. 30. Схема автоколебательного вибровозбудителя:

1 – трёхпоясковый золотник гидравлического распределителя; 2 – исполнительный гидроцилиндр; 3 – поршень со штоком; совершающий возвратно-поступательные движения;

4 – стальной стержень, осуществляющий механическую обратную связь между штоком исполнительного гидроцилиндра и золотником гидравлического распределителя;

5 – винт, регулирующий величину зазора в механической обратной связи между штоком исполнительного гидроцилиндра и золотником гидравлического распределителя

Для запуска автоколебательного процесса необходимо переместить золотник гидравлического распределителя 1 в пределах зазора, например влево. При этом рабочая жидкость из напорной гидролинии поступает в левую часть исполнительного гидроцилиндра 2, поршень со штоком 3 – перемещается вправо.

При перемещении поршня со штоком стальной стержень 4 передвигает золотник гидравлического распределителя вправо. При этом поток рабочей жидкости переключается и направляется в правую часть рабочего гидроцилиндра 2. Поршень со штоком 3 перемещается влево, после выбора зазора стержнем 4, перемещает золотник гидравлического распределителя влево, после чего процесс повторяется.

Разновидностью гидравлических вибровозбудителей можно считать гидравлические ударные устройства, которые применяются для уплотнения насыпных грунтов, разрушения асфальтобетонных покрытий, разработки мёрзлых грунтов.

- 59 -