CN101479052B

CN101479052B - 具有偏心块的机械振动器

Info

Publication number: CN101479052B
Application number: CN2007800239186A
Authority: CN
Inventors: A·尼克莱夫斯基
Original assignee: Metso Brasil Industria e Comercio Ltda
Current assignee: Meizhuo Altutai Brazilian Industry And Trade Co ltd; Metso Finland Oy
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: US20120125824A1; US8156832B2; RU2011154103A; AU2007271669A1; RU2440856C2; WO2008003156A2; CA2655193A1; RU2009103762A; CA2655193C; PE20071336A1; US20110209571A1; HK1135938A1; CL2007001953A1; BRPI0602961A; ZA200810674B; WO2008003156A3; CN101479052A; EP2007530B1; EP2007530A2; AU2007271669B2

Abstract

一种应用于振动筛或其他设备的机械振动器，包括固定在设备(1)侧壁(2)的轴承套(10)，该轴承套向内对称于中心线(CL)支承着一对轴承(20)；由这对轴承(20)支承的轴(30)，该轴具有内端部分(31)和从轴承套(10)向外伸出的外端部分(32)，其中所述轴(30)的内端部分(31)和外端部分(32)分别附连着第一平衡物(70)和第二平衡物(80)。所述第一和第二平衡物分别具有不同质量的第一和第二偏心块(M1，M2)，其尺寸被制造成使得所述第一和第二平衡物(70，80)在轴承(20)上产生相同的载荷。所述第二平衡物(80)被构造成可选择和可拆卸地附连一第三平衡物(90)，该第三平衡物(90)具有第三偏心块(M3)，所述第三偏心块保持与轴承套(10)的中心线(CL)对准，以产生振动器(V)的总偏心质量的变化，而不会改变轴承(20)上载荷分布的平衡。

Description

具有偏心块的机械振动器

技术领域

本发明大体上涉及安装在封闭或半封闭壳体内部的机械振动器，其通常为成对使用，并且分别安装在振动设备的侧面，所述振动设备利用线性运动、圆周运动或椭圆运动进行筛分、分级、运输、定量、给料或仅用于振动。

特别地，本发明涉及这样一种类型的振动器，它包括配备有一个或多个端部凸缘的轴承套，所述端部凸缘用于将振动器固定到设备的侧面，并且通过一对轴承支承轴的某一确定部分，所述轴支承着偏心平衡物(eccentric counterweights)，并且直接或借助其它机械振动器与马达装置连接。

背景技术

为了使振动筛以圆周运动的方式移动，其中一种已知的解放方案包括提供机械振动器V，如图1所示，机械振动器V主要包括一刚性轴承套10，其内部容纳着一对滚柱轴承20，轴承套10与位于中间的外部凸缘11合并为一体，从而固定在设备1的各个侧壁2上，每个轴承套10支承着各自的短轴30，短轴30的彼此相对的端部31，32分别承载着一些组件，其中每个组件都是由第一平衡物40和至少一个可调节的平衡物41组成，其中的一个组件容纳在设备的各个侧壁的内部。在设备的一侧上，短轴30的外端32与马达装置(未示出)连接。图中示出了示例性装配，其中提供了两个连接起来的紧凑型振动器V。

图1示出的组件涉及振动筛，在其彼此相对的侧壁2上分别具有用螺栓固定的紧凑型机械振动器V，这两个振动器通过连接轴100彼此连接。考虑到振动器V是安装在筛网(screen)的分级层之间，并且待分级的材料从第一次落下到第二层，因此需要使用保护罩60包围每个振动器V内部的平衡物，同样也需要使用细长的保护装置61包围连接轴100，所述部件需要的密封装置难于装配，并且很容易产生故障。因此，如图所示，这两个振动器V中的每一个都分别安装在振动筛(或类似设备)的侧壁2上，并且通过挠性连接轴100彼此连接。

在如上所述类型的紧凑型振动器中，在已知的长轴布置的方式下，分布在两个滚柱轴承20(代替了一个轴承)上的载荷允许使滚柱轴承20的直径减小，从而以高转速运转。

尽管这种长轴布置呈现出一些优点，但如上所述的这种紧凑型布置(具有短轴30)也引入一些限制，这种布置不能存在于长横轴的典型布置中，所述限制包括：

1-筛网(或其它设备)中不期望的内部空间的占据，这是由位于设备1侧壁2内部和外部的偏心平衡物具有同样较大的偏心半径导致的。这种布置还导致筛网分级层之间的距离产生不期望的增加。

2-偏心块(eccentric mass)的设置影响了设备的内部，这是因为偏心平衡物41(可调节的)位于设备1的各个侧壁2的两侧。难以接触(access)通常导致设置错误，使得每个轴承套10的轴承20上的载荷失去平衡。

3-内部偏心平衡物的设置需要拆卸包围着位于设备1内部的所述内部偏心平衡物的保护罩60，而且重新组装时保护罩很难密封，使得灰尘更容易渗透到振动器V的内部环境，缩短了轴承20的使用寿命。

理想的是采用如图1所示现有技术中的紧凑型振动器，但是仅在设备1的各个侧壁2的外侧设置偏心块。不过，这种布置的机械振动显著降低。

应当注意的是，在图1所示的平衡位置上，没有弯矩Mo作用在设备侧面，这是因为：

P1×L1＝P2×L2

P 1 = F 2 = \frac{P 1 + P 2}{2}

Mo＝0

只从一侧即从外侧拆下第二偏心平衡物41(可调节的)，会产生不平衡的位置，这就导致在设备1的侧壁2上出现弯矩，而且在采用如图1所示紧凑型振动器V的情况下，作用在轴承20上的反作用力F1和F2不是均匀分布，而是出现不同并且增大。一旦弯矩相对于机构中心点的平衡遭到破坏，就会相对于设备1的侧壁2产生不为“零”的弯矩。

这种弯矩不能被任何振动筛或类似设备1的侧壁2接受，也不能被轴承套10接受。

专利BR PI 9005855(US5220849)提出了一种建设性解决方案，按照该方案，每个振动器都具有安装在成对滚柱轴承中的短轴，滚柱轴承容纳在固定于设备各个侧壁上的轴承套中，所述短轴在其位于设备外部的端部上支承着由第一平衡物(主要部分)和可调节平衡物限定而成的组件，并且只有第一平衡物(固定的)在位于设备内部的短轴的端部上。

根据这一先前的提议，位于设备内部的第一平衡物(固定的)的质量、径向尺寸和距离轴承套中心的相对较大的轴向距离都有所减小。另一方面，位于设备外部的第一平衡物(主要部分)则具有较大的偏心质量和径向尺寸，但是其距离轴承套中心的轴向距离较短。

第一外部平衡物的偏心质量、距离轴承套中心的轴向距离以及径向尺寸都是可变的，以确保产生设备所需要的偏心力，保持轴承套上的弯矩使其等于由第一内部平衡物(固定的)转动产生的弯矩。通过将第一平衡物固定在相对于轴承套中心的两个可行的轴向距离中，并在第一平衡物中确定可调节平衡物的不同的预定安装位置，就可以得到第一平衡物的这种变化特性。可调节平衡物的质量也可以在预定值内的改变。

尽管由振动器产生的偏心力的设定实际上转移到设备的外部，但现有的解决方案仍然存在局限性，体现在相对于轴承套的中心，主平衡物偏心块的轴向距离产生变化，仅允许有两个用于将可调节的平衡物安装到第一平衡物上的基本位置。此外，径向尺寸的变化也受到限制，随着可调节的平衡物安装到第一外部平衡物时产生的可能变化而改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于振动筛或其他设备的机械振动器，其具有一质量较轻的短轴，需要一对尺寸减小了的轴承，所述轴以高速运转；该振动器安装在设备的侧壁上，这样仅在这一侧壁外部具有可调节的平衡物；该振动器能够在轴承上得到作用力的平衡分布，并且不会在设备的侧壁上产生弯矩。

如上所述，本发明应用于这样一种类型的机械振动器，该机械振动器包括：固定在设备侧壁上的轴承套，该轴承套向内对称于中心线支承着一对轴承；由这对轴承支承的轴，该轴具有内端部分和从轴承套向外伸出的外端部分。

按照本发明，所述轴的内端部分和外端部分分别附连着第一平衡物和第二平衡物，所述第一平衡物和第二平衡物分别具有不同质量的第一和第二偏心块、第一和第二径向延伸部以及距离轴承套中心线的第一和第二距离，它们的尺寸被制造成使得所述第一和第二平衡物在轴承在产生相同的载荷，并且使得设备侧壁上的弯矩平衡，所述第二平衡物上可选择和可拆卸地附连一第三平衡物，该第三平衡物具有第三偏心块，所述第三偏心块保持与轴承套的中心线对准，以产生振动器的总偏心质量的变化，而不会改变轴承上载荷分布的平衡。

上述新的结构布置能够得到紧凑型振动器，该振动器具有轴和尺寸减小了的内部平衡物，这样就允许根据基本的突出值仅在设备外部设定偏心量，但是，依然维持轴承套的轴承上载荷的平衡，并且设备侧壁上的弯矩可期望为零或减小。

位于设备内部的第一平衡物的第一径向延伸部被减小，这样就能够构建一保护壳体和减小了尺寸的细长保护装置(如果存在连接轴的话)，并且这样使得在筛网形式的设备中分级层之间的垂直距离较小。

附图说明

下面将参照附图，通过可行实施例对本发明进行描述，其中：

图1表示现有技术中已知的这里所述类型的应用于振动筛的一对振动器的径向纵剖面图；

图2A是本发明振动器的示意性表示，其中作用在轴承套上的载荷处于平衡状态，所述振动器的轴相对于设备仅支承着一个内部平衡物和一个外部平衡物；

图2B是等同于图2A所示的示意性表示，只是振动器的轴在设备的外部支承着第三可调节平衡物，该可调节平衡物的尺寸被制成用以在设备中产生所期望的振动效果，并且被定位在与轴承套的中心线对准的位置上，以维持轴承上的载荷的平衡；

图3表示本发明的一对振动器的径向纵剖面图，它们安装在设备的各个相对的侧壁上，并且它们的轴通过连接轴相互连接在一起；

图4表示图3中所示的与马达装置连接在一起的其中一个振动器的放大径向纵剖面图；以及

图5A，5B和5C表示按照图3中V-V线剖开的支承着第三平衡物的不同组件的振动器的剖面图。

具体实施方式

如上所述以及如图1所示，所展示的这种类型的振动器V包括由钢或其他适当的材料制成的轴承套10，结合为一体的外凸缘11，并且还装备有朝向通道13开口用以连接连接器(未示出)的内部径向凹槽12，以允许能够向轴承套10的内部供给油或润滑脂。

最好如图4所示，轴承套10的外凸缘11通过螺栓14固定抵靠在设备1(在图示的实施例中该设备被定义为振动筛)的侧壁2上。因为外凸缘11被定位在轴承套10中间的偏心区域，所以轴承套的轴向延伸的一部分穿过设置在侧壁2上的开口3向设备1内突起，其轴向延伸的另一部分则位于设备1外部。

轴承套10向内支承着两个轴承20，在图示的结构中，这两个轴承为由衬套限定而成的滑动轴承形式，它们适宜地保持在轴承套10内部，并且具有位于轴承套10区域中的共同的邻边，在所述区域中还设置有内部径向凹槽12。这两个轴承20通过隔离环21彼此轴向间隔开，并且它们的尺寸足以支承短轴30的中间区域，所述短轴具有从轴承套10分别向内和向外伸出的内端部分31和外端部分32。

在位于侧壁2内部的轴承套10的端部中，轴承套10通过一轴向偏心螺栓15固定住相邻轴承20的较小的外端凸缘20a，对应地轴30的内端部分31轴向固定抵靠着止推环34，其中该止推环34轴向固定抵靠着相邻轴承20的外端。在位于设备1侧壁2外部的另一端，轴承套10被构造成借助螺栓16或其他适宜的紧固装置支承着一保持装置25，该保持装置在轴30的相邻圆柱形表面上开动(actuate)，而且还在相邻轴承20的外端上开动。

如附图所示，每个振动器V的两个轴承20相对于轴承套10的中心线CL对称设置，且位于横向于轴承套10的平面中。

对于现有技术中(参见图1)已经描述的，轴30的内端部分31通常通过螺栓71固定有第一平衡物70，该第一平衡物具有第一偏心质量M1，其相当于振动器V的总偏心质量的固定量。图2A，2B示出了所述第一平衡物70，它的第一偏心块M1被设置在与轴承套10的中心线间隔第一距离L1的位置处，其具有第一预定径向延伸部分R1。考虑到所提供的第一平衡物70在设备内部应占据尽可能小的空间，根据所确定的振动器的最小总偏心质量的固定量，提供第一平衡物70的第一偏心块M1，第一距离L1被限定为从轴承套10的中心线CL开始，足以维持所述第一平衡物70的第一偏心块M1的径向延伸部分R1，使得当轴30转动时，尽可能小但又足以产生一定的第一载荷P1。

另一方面，轴30的外端部分32固定有第二平衡物80，该第二平衡物具有第二偏心块M2，其大于第一平衡物70的第一偏心块M1，第二径向延伸部分R2大于第一平衡物70的第一偏心块M1的第一延伸部分R1，从轴承套10的中心线CL开始的第二距离L2小于第一偏心块M1的第一距离L1。

第二偏心块M2表示在运转过程中由振动器V产生的通常最小偏心质量的另一固定和补充量。由于在设备1外部没有发现关于平衡物径向延伸部分的相同限制，因此只要距离轴承套10中心线的第二距离L2引导出(conduct)的第二载荷P2等于第一载荷P1，维持轴承20上的载荷的平衡，第二平衡物80就能够具有大于第一偏心块M1的第二偏心块M2，且第二径向延伸部分R2大于第一径向延伸部分R1。

在振动器V的运转过程中，在轴承20中产生的反作用力F1，F2的平衡状态随着第一和第二偏心块M1，M2的载荷P1，P2而变化，该平衡状态如图2A示意性所示，并且能够由下式表示：

P1×L1＝P2×L2 ＝>Mo＝0

F 1 + F 2 = \frac{P 1 + P 2}{2}

此外按照本发明，振动器V的总偏心质量的设定由第三平衡物90实现，该第三平衡物具有第三预定偏心块M3，所述偏心块可拆卸地连接于第二平衡物80，优选连接于第二平衡物80的偏心部分86，以保持第三偏心块M3与轴承套10中心线的对准。

如上所述建设性的布置允许在不影响轴承20上产生的作用力F1，F2平衡的情形下，通过增加第三偏心块M3来增大第二平衡物80的第二偏心块M2，如图2B示意性所示，并且可以如下所示：

P1×L1＝P2×L2

P1×L1-P2×L2+P3×0-F1×a+F2×a＝0

F1＝F2

P1+P2+P3-F1-F2＝0

F 1 = F 2 = \frac{P 1 + P 2 + P 3}{2}

a＝反作用力F1和F2和轴承套的中心线CL之间的距离。

优选地，第三平衡物90被构造成用以维持由轴30的外端部分32支承的偏心块(M2+M3)的第二径向延伸部分R2不变，第三偏心块M3的值被设定为随着通过振动器移动的总偏心质量的设定而改变。

因此，第三平衡物90的设置仅仅改变了振动器V的总偏心质量，而没有对轴承20产生的反作用力F1，F2的平衡造成任何改变。

在图示的结构中，第二平衡物80由环形轮轴81限定而成，该环形轮轴附连在轴30的外端部分32周围，并且与朝向轴承套10中心线CL突出的轴向凸起82合并为一体，其位于轴承套10的径向外部。在图示的结构中，轴向凸起82为与轴30同心的管状裙边(skirt)，并且以间隔一定径向间隙的形式围绕在位于中心线LC外部的轴承套10的延长部。

环形轮轴81能够以不同方式连接于轴30，例如通过键83和利用螺栓85固定在轴30上的端部锁定板84，图4中仅示出了一种方式。

在图4所示的结构中，端板84上安装着一接合装置38，例如万向接头，从而轴30的外端部分32能够与马达装置(未示出)的输出轴连接。

与第一平衡物70相同，第二平衡物80也由任何适宜的材料制成，例如钢或铸铁。优选地，进一步第二平衡物80与其管状裙边82合并为一体，一偏心部分86轴向布置在轴承套10中心线CL的外部，并且与所述中心线CL稍微间隔开，所述偏心部分86限定出第二平衡物80的第二偏心块M2。

最好如图4所示，偏心部分86具有一轴向端面86a，该轴向端面转向轴承套10的中心线CL，并且与其保持预定距离“d”。

第二平衡物80的偏心部分86优选被构造成沿着某一角度延伸的环形，所述角度随着振动器的突出而改变，并且它可以具有例如大约180度的沿圆周的延伸部分，所述偏心部分86的轴向端面86a被构造成能够允许有选择地和可拆卸地在其上附加第三平衡物90的重量部分90a。

如前面图示和描述的，第三平衡物90被设计成使得当第三平衡物90连接于第二平衡物80的偏心部分86的轴向端面86a时，其第三偏心块M3保持与第二平衡物80的偏心部分86的径向延伸部R2相同，并且保持与轴承套10的中心线CL对准，从而第三平衡物90的第三偏心块M3不会导致轴承20中产生的反作用力F1和F2不平衡。第三平衡物90的固定能够由螺栓87来实现，图4中仅示出了其中一个螺栓，这些螺栓被设置成穿过偏心部分86和第三平衡物中90中的轴向孔86b，90b。

如图5A，5B和5C所示，第三平衡物90能够由通过螺栓87附连于第二平衡物80的偏心部分86上的重量部分90a限定而成，每个重量部分90a都装备有供螺栓87通过的孔90b。

图5A示出了一个组件，其中振动器V不包括附连于第二平衡物80的偏心部分86的任何第三平衡物90。

图5B示出了一个组件，其中一对重量部分90a固定在第二平衡物80的偏心部分86上，以限定出第三平衡物的第三偏心块M3的第一值。

图5C示出了一个组件，其中通过在第二平衡物80上固定多对重量部分90a来增加第三偏心块M3的重量。

在图5A，5B和5C所示的结构中，借助重量部分90a实现第三偏心块M3的变化，所述重量部分的厚度为偏心部分86的轴向端面86a和轴承套10的中心线CL之间距离“d”的2倍，第三径向延伸部分R3等于第二偏心块M2的第二径向延伸部分R2。

不过，能够通过更改第三平衡物90的重量部分90a的径向延伸部分，把重量部分90a分成多层来设定振动器V的总偏置质量，所述这些层沿振动器的轴向相互设置，并且通过一个或多个减小了的块的垫片与第二平衡物80的偏心部分86间隔开。

如图3和4所示，安装在设备的一个侧壁2上的振动器V包括轴30的内端部分31，所述内端部分通过连接装置39与连接轴100的一端相连，同样该连接轴的另一端与安装在所述设备另一相对侧壁2上的同样的振动器V的轴30相连，如图5所示，其中一个振动器V与马达装置连接。

随着第一平衡物70的径向延伸部分R1逐渐减小，可以通过单独的保护壳体60保护振动器V的内部区域和连接轴100(如果有的话)，所述保护壳体为管件形状，具有密封地连接于设备相对侧壁2的相对端。

尽管这里只举例说明了设定振动器偏心块的一种结构，但应当理解的是能够从不同组成部件的形式和布置方面进行改变，只要它们均落入由附属于本说明书的权利要求所限定的本发明的概念中。

Claims

1.一种用于振动筛的机械振动器，包括：固定在振动筛(1)侧壁(2)的轴承套(10)，该轴承套向内对称于中心线(CL)支承着一对轴承(20)；由这对轴承(20)支承的轴(30)，该轴具有内端部分(31)和从轴承套(10)向外伸出的外端部分(32)，其特征在于所述轴(30)的内端部分(31)和外端部分(32)分别附连着第一平衡物(70)和第二平衡物(80)，所述第一和第二平衡物分别具有不同质量数值的第一和第二偏心块(M1，M2)、分别具有不同长度数值的第一和第二径向延伸部(R1，R2)，以及距离轴承套(10)中心线(CL)的第一和第二距离(L1，L2)，它们的尺寸被制造成使得所述第一和第二平衡物(70，80)在轴承(20)上产生相同的载荷，并且使得振动筛侧壁(2)上的弯矩平衡，所述第二平衡物(80)可选择和可拆卸地附连一个第三平衡物(90)，该第三平衡物(90)具有第三偏心块(M3)，所述第三偏心块保持与轴承套(10)的中心线(CL)对准，以产生振动器(V)的总偏心质量的各自的变化，而不会改变轴承(20)上载荷分布的平衡。

2.如权利要求1所述的机械振动器，其特征在于所述第二偏心块(M2)的质量数值及其对应于第二平衡物(80)的第二径向延伸部(R2)的长度数值分别大于第一偏心块(M1)的质量数值及其对应于第一平衡物(70)的第一径向延伸部(R1)的长度数值，所述第二偏心块(M2)距离轴承套(10)中心线(CL)的第二距离(L2)小于对应于第一平衡物(70)的所述第一距离(L1)。

3.如权利要求1或2所述的机械振动器，其特征在于所述轴承(20)的每一个都由衬套限定。

4.如权利要求1或2所述的机械振动器，其特征在于所述第一平衡物(70)的第一偏心块(M1)和第二平衡物(80)的偏心部分(86)的第二偏心块(M2)的总和构成了振动器(V)的最小名义偏心质量。

5.如权利要求1或2所述的机械振动器，其特征在于所述第二平衡物(80)具有偏心部分(86)，该偏心部分限定出第二偏心块(M2)，并且在该偏心部分中可选择和可拆卸地附连第三平衡物(90)。

6.如权利要求5所述的机械振动器，其特征在于所述第二平衡物(80)包括环形轮轴(81)，该环形轮轴附连在轴(30)的外端部分(32)周围，并与朝向轴承套(10)中心线(CL)突出的轴向凸起(82)合为一体，该轴向凸起(82)沿径向位于所述轴承套的外部，所述轴向凸起(82)支承着第二平衡物(80)的偏心部分(86)。

7.如权利要求6所述的机械振动器，其特征在于所述第二平衡物(80)的轴向凸起(82)为与轴(30)同心的管状裙边形状，并且以间隔一定径向间隙的方式围绕着位于中心线(CL)外部的轴承套(10)的延伸部。

8.如权利要求6所述的机械振动器，其特征在于所述偏心部分(86)具有轴向端面(86a)，该轴向端面转向中心线(CL)，并且与中心线保持一定距离(d)，所述第三平衡物(90)可拆卸地连接于所述轴向端面(86a)。

9.如权利要求8所述的机械振动器，其特征在于所述第二平衡物(80)的偏心部分(86)为环形，且具有达到约180°的圆周延伸部。

10.如权利要求9所述的机械振动器，其特征在于所述第三平衡物(90)由重量部分(90a)限定而成，所述重量部分可被选择地固定在偏心部分(86)的轴向端面(86a)上。

11.如权利要求10所述的机械振动器，其特征在于所述重量部分(90a)具有相同的径向延伸部，该重量部分(90a)的径向延伸部的长度数值等于第二偏心块(M2)的第二径向延伸部(R2)的长度数值。

12.如权利要求5所述的机械振动器，其特征在于所述第三平衡物(90)具有一径向延伸部，该第三平衡物(90)的径向延伸部的长度数值等于第二平衡物(80)的偏心部分(86)的径向延伸部(R2)的长度数值。