Hydropulse small-sized vibrators based on slotted springs

Abstract

The article presents constructions and descriptions of the principles of operation of single-stage pressure pulse generators which are the main elements of the hydropulse drive used to generate vibrations of actuators in vibrating and vibratory shock machines for various purposes. Namely the pressure pulse generator with a solid body the pressure pulse generator with a floating seat and the pressure pulse generator with valve sealing degrees which were developed on the basis of Vinnytsia National Technical University. In the considered devices have the slotted spring as an elastic element which is executed as a separate detail or as a constructive element of other details which are a part of the device is used. The use of such elastic elements allows to ensure the speed of the devices and accordingly to increase the frequency characteristics of their operating modes. It is established that hydropulse vibrators - hydraulic cylinders based on cut or ring springs have the smallest dimensions with significant vibration force parameters.The text of the article highlights the main conditions for stable operation of these pressure pulse generators indicates and analyzes the mathematical dependences between the operating parameters of devices and the size of their structural elements offers the necessary correlation between structural dimensions of working surfaces of actuators and features of their positional parameters. The offered mathematical dependences can be used both for optimization of work of the designs of devices considered in article and at designing of new generators of pressure pulses with the hydropulse drive of various function. The shortcomings of individual designs of pressure pulse generators which may be related to the ways of sealing the working chambers of devices or options for interaction of structural elements of the device are identified and considered.

В статті наведені конструкції та описи принципів роботи однокаскадних генераторів імпульсів тиску, що є основними елементами гідроімпульсного приводу який використовується для генерування вібрацій виконавчих органів у вібраційних та віброударних машинах різного призначення. А саме генератора імпульсів тиску із суцільним корпусом, генератора імпульсів тиску із плаваючим сідлом та генератора імпульсів тиску із клапанними ступенями герметизації, що були розроблені на базі Вінницького національного технічного університету. В розглянутих пристроях в якості пружного елемента використовується прорізна пружина, що виконана як окрема деталь або як конструктивний елемент інших деталей, які входять до складу пристрою. Використання таких пружних елементів дозволяє забезпечити швидкодію пристроїв та, відповідно, підвищити частотні характеристики їх робочих режимів. Встановлено, що гідроімпульсні вібратори – гідроциліндри на базі прорізних чи кільцевих пружин мають найменші габарити за значних вібраційних силових параметрів. В тексті статті висвітлено основні умови стабільної роботи наведених генераторів імпульсів тиску, вказано та проаналізовано математичні залежності між робочими параметрами пристроїв та розмірами їх конструктивних елементів, запропоновано необхідні співвідношення між конструктивними розмірами робочих поверхонь виконавчих елементів та особливості налаштування їх позиційних параметрів. Запропоновані математичні залежності можуть бути використані як для оптимізації роботи розглянутих в статті конструкцій пристроїв, так і під час проектування нових генераторів імпульсів тиску з гідроімпульсним приводом різного призначення. Виявлені та розглянуті недоліки окремих конструкцій генераторів імпульсів тиску, що можуть бути пов’язані із шляхами герметизації робочих камер пристроїв або варіантами взаємодії конструктивних елементів пристрою та запропоновано конструктивні рішення для усунення або мінімізації їх впливу на якість роботи генераторів імпульсів тиску.