генератор крутильных колебаний

Формула изобретения

Устройство возбуждения колебаний деталей, содержащее размещенную в корпусе центральную шестерню, два одинаковых зубчатых колеса, получающих вращение от центральной шестерни, с закрепленными на них неуравновешенными грузами, создающими равные по модулю и противоположные по фазе дисбалансы, причем на корпусе устройства закреплен упругий элемент, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде торсиона, крутильная жесткость которого подбирается из условия резонанса между угловой скоростью вращения зубчатых колес и собственной круговой частотой колебаний устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическим процессам стабилизирующей виброобработки осесимметричных деталей, например валов, после термических операций и механической обработки, а более конкретно к устройствам для осуществления процесса вибростабилизации.

Известно устройство для возбуждения колебаний детали, содержащее размещенную в корпусе центральную шестерню, два одинаковых зубчатых колеса, получающих вращение от центральной шестерни, с закрепленными на них неуравновешенными грузами, создающими равные по модулю и противоположные по фазе дисбалансы (прототип - см. SU 985204. Шаволов А.С., 30.12.82).

Недостатком данного устройства является невозможность вести обработку в резонансном режиме в тех случаях, когда частота собственных колебаний детали значительно превышает максимально возможную частоту, в тех же случаях, когда резонансный режим достигается за счет самой детали, невозможно достичь равномерного распределения переменных напряжений по всей ее поверхности, поскольку в узловых точках такие напряжения будут минимальными, а в точках максимума деформации - максимальными.

Технический результат - создание устройства для возбуждения крутильных колебаний, позволяющего вести обработку в резонансном режиме независимо от величины собственных частот детали, сохраняя при этом равномерное распределение переменных напряжений по всему объему.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство содержит размещенную в корпусе центральную шестерню, два одинаковых зубчатых колеса, получающих вращение от центральной шестерни, с закрепленными на них неуравновешенными грузами, создающими равные по модулю и противоположные по фазе дисбалансы, причем для достижения эффекта усиления крутильных колебаний на корпусе устройства закреплен упругий элемент, выполненный в виде торсиона, крутильная жесткость которого подбирается из условия резонанса между угловой скоростью вращения зубчатых колес и собственной круговой частотой колебаний устройства.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, они соответствуют условию патентоспособности «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть легко изготовлено, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображаются:

- схема осуществления процесса вибростабилизации формы осесимметричных деталей (фиг.1);

- устройство для осуществления процесса вибростабилизации формы осесимметричных деталей (вид в плане) (фиг.2);

- устройство для осуществления процесса вибростабилизации формы осесимметричных деталей (разрез А-А на фиг.2) (фиг.3);

Процесс вибростабилизации формы осесимметричных деталей типа валов осуществляется следующим образом. Устройство крепится к свободному концу обрабатываемой детали 1 посредством узла крепления 2, другой конец детали 1 закрепляется жестко посредством узла крепления 3, после чего приводится в действие привод 4, передающий вращение на центральную шестерню 5, которая в свою очередь передает вращение на зубчатые колеса 6, за счет чего неуравновешенные грузы 7, закрепленные на зубчатых колесах 6, создают равные по модулю и противоположные по фазе дисбалансы, вызывающие переменный крутящий момент на корпусе 8, который за счет торсиона 9 и узла крепления 2 передается на деталь 1, причем для увеличения амплитуды возбуждаемой вибрации крутильная жесткость торсиона 9 подбирается из условия резонанса между угловой скоростью вращения зубчатых колес 6 и собственной круговой частотой колебаний устройства. Это означает, что частота свободных крутильных колебаний всего устройства, закрепленного на торсионе 9, должна быть близкой или совпадать с частотой вращения неуравновешенных грузов 7.

Устройство содержит корпус 8, крышку корпуса 10, центральную шестерню 5, два одинаковых зубчатых колеса 6, получающих вращение от центральной шестерни 5, неуравновешенные грузы 7, закрепленные на зубчатых колесах 6, торсион 9, закрепленный на корпусе 8.

Устройство работает следующим образом. При включении привода 4 он передает вращение на центральную шестерню 5, которая в свою очередь передает вращение на зубчатые колеса 6, за счет чего неуравновешенные грузы 7, закрепленные на зубчатых колесах 6, создают равные по модулю и противоположные по фазе дисбалансы, вызывающие переменный крутящий момент на корпусе 8, который за счет торсиона 9 и узла крепления 2 передается на деталь 1, причем настройка на резонансный режим между угловой скоростью вращения зубчатых колес 6 и собственной круговой частотой колебаний устройства достигается за счет изменения частоты вращения привода 4 и крутильной жесткости торсина 9.

Использование изобретения позволяет наиболее полно и равномерно производить стабилизацию внутренних напряжений путем создания равномерного распределения переменных напряжений по всей поверхности детали.