CN101777815A

CN101777815A - 多级偏块振动电机

Info

Publication number: CN101777815A
Application number: CN 201010119934
Authority: CN
Inventors: 杨小兰; 刘极峰; 徐泳龙; 吴功德; 陈景华
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: CN101777815B

Abstract

本发明多级偏块振动电机涉及一种具有特殊惯性激振能力的振动电机，属于振动利用工程技术领域。包括定子部分、转子部分和多级偏块组件；定子部分由定子铁心、定子绕组、轴承座和机壳组成；转子部分由转子轴、转子铁心、转子绕组所组成，转子绕组装在转子铁心上，转子铁心套在转子轴上，转子轴通过轴承A装在轴承座内，轴承座两侧分别装有内压盖、外压盖，在转子轴两端分别装有多级偏块组件；所述多级偏块组件由多个偏块通过偏块轴进行串接构成，在一级轴即转子轴左右两端一般对称分布，级数应为k≥2，所述多级偏块组件包括主偏块、副偏块、多级偏块、多级偏块轴和多级轴承，主偏块和副偏块固定安装在转子轴端部。

Description

多级偏块振动电机

技术领域

本发明多级偏块振动电机涉及一种具有特殊惯性激振能力的振动电机，属于振动利用工程技术领域。

背景技术

振动电机是利用振动原理来驱动振动机械工作的激振设备，普通振动电机与普通电动机都具有定子和转子结构，但其在结构、原理、功能上都有很大区别。

普通电动机即三相异步电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换的一种交流电机，电机在运行中要求应尽量避免振动，以保证系统的正常工作与稳定运转。

普通振动电机是在转子轴的两端，分别装有两组(每组2块)可调节相对角度的偏心块(简称偏块)组成激振源，在回转时产生激振力，通过电机底座带动振动机械系统产生振动；由于偏块的离心作用，转子轴可产生沿圆周方向变化的激振力；使用过程中，也可根据负荷需要调整轴端偏块相对夹角，以调节振动电机的激振力。

普通振动电机是集动力源和激振源于一体，具有激振力较大且可调、体积小、重量轻、结构简单、使用维护方便等优点，故近年来在很多振动机械或振动利用工程中得到应用。

普通振动电机的偏块固结于转子轴上，为单轴式惯性激振装置，其自由度数为1，称为单级或一级偏块。它通常产生沿圆周方向变化的激振力，通电前最大激振力调定后，工作中其振动频率保持基本稳定。

在很多情况下，振动机械需要系统具有宽的功率谱曲线和运动轨迹的某些不规则性能，来完成一些特殊的作业内容，如振动筛机的透筛率过低、卡筛等问题，振动磨机微粉的不细化、易团聚等问题，普通振动电机对于这些问题的解决几乎是无能为力的。

发明内容

本发明目的在于针对上述不足提供一种多级偏块振动电机，是一种具有特殊振动效果或实现一些特殊作业内容的振动利用技术，使系统能实现比较宽的功率谱或能完成运动轨迹某些不规则性能，来实现一些特殊作业内容。

多级偏块振动电机是将普通振动电机的一级偏块改为多级偏块(二级及以上统称多级)，也就是将多个偏块进行串接，串接级数k受结构限制，一般以各运动构件不产生相互干涉为原则，一般取k＝2、3、4，分别称为二、三、四级偏块振动电机，串接后的机构自由度数即是偏块的级数。

本发明多级偏块振动电机是采取以下技术方案实现的：

多级偏块振动电机包括定子部分、转子部分和多级偏块组件。定子部分由定子铁心、定子绕组、轴承座和机壳组成，定子铁心装在机壳内，定子绕组装在定子铁心上，在机壳两端装有轴承座；转子部分由转子轴、转子铁心、转子绕组所组成，转子绕组装在转子铁心上，转子铁心套在转子轴上，转子轴通过轴承A装在轴承座内，轴承座两侧分别装有内压盖、外压盖，在转子轴两端分别装有两组多级偏块组件。

所述多级偏块组件在转子轴左右两端一般对称分布，级数为二级或以上，多级偏块组件包括主、副偏块即一级偏块、多级偏块、多级偏块轴和多级轴承(以A、B、C……表示)，主偏块、副偏块分别通过键或锁紧螺栓固定安装在一级轴即转子轴上，第k级偏块轴分别通过k级轴承安装在k-1级偏块上，k级偏块通过k级轴承分别装在k级偏块轴上。所述K为偏块串接级数。

所述多级偏块组件由多个偏块通过偏块轴进行串接构成。

在所述振动电机的机壳两端轴承座上装有左右偏块罩，它分别将左右偏块组件全部罩住，以保证运转时的安全。

所述多级偏块组件结构原理以二级偏块组件为例加以说明：

二级偏块组件包括主偏块、副偏块即一级偏块、二级偏块轴、二级偏块等。电机转子轴(一级轴)通过两个轴承A被支撑在振动磨中，其左右两端的偏块结构呈对称布置；主偏块、副偏块分别通过锁紧螺栓与转子轴相联接，副偏块可通过锁紧螺栓调整其相对角度，进而改变激振力的大小；副偏块通过轴承B装有可转动的二级轴，二级轴与二级偏块通过锁紧螺栓相联接，构成二级偏块组件。

在运动过程中由于二级偏块的转动自由度不受限制，故为2自由度系统。在实际运行过程中，由于系统本身具有的速度、加速度波动，使得一、二级偏块在空间的质心位置变化复杂，也可采用控制系统对其进行频幅控制，使系统的振频、振幅、激振力、振动强度等性能参数发生变化，以实现宽的功率谱或运动轨迹某些不规则性能，如实现瞬态或在某个短时段上的大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能。

三级偏块组件与二级偏块组件的结构区别表现为：在二级偏块的端部通过轴承C装有可转动的三级轴，三级轴与三级偏块通过锁紧螺栓相联接，构成三级偏块组件，组成为3自由度机构，此时各级偏块在空间的质心位置变化更复杂，产生的振幅、激振力、振动强度等参数值可能更大，特殊惯性性能更明显。照此再串接四级轴、四级偏块，成为4自由度机构，即四级偏块组件。

另外，振幅、激振力、振动强度等参数最大值、作用时间还与各级偏块质心的偏心距、偏块质量、激振器的瞬时转速、速度及加速度波动的规律等因素有关，由此产生的振动具有多频多幅的特点，即同一时刻有多个频率和振幅作用于系统，相当于多个频率和振幅的合成振动。

本发明多级偏块振动电机上述性能的实现，对于克服振动机械的某些工作阻障，解决振动机械的某些关键技术或制约发展的瓶颈问题，如振动筛机的透筛率过低、卡筛；振动磨机微粉的不细化、易团聚；振动混料机中某些多种物料混合的混合均匀度不高、混合效率过低；各种料仓、料斗、溜槽的仓壁振动工作中物料粘结、起拱、滞留的非正常运动等问题，具有明显的工程效果和适用意义。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明多级偏块振动电机的结构示意图。

图2是本发明多级偏块振动电机拆去偏块罩的侧视图。

图3是本发明多级偏块振动电机的二级偏块机构原理图。

图4是本发明多级偏块振动电机的三级偏块机构原理图。

图5是本发明多级偏块振动电机的四级偏块机构原理图。

图中：1、偏块罩，2、二级偏块，3、轴承B，4、二级轴(偏块轴)，5、转子轴(一级轴)，6、副偏块，7、主偏块，8、压盖，9、轴承座，10、内压盖，11、定子绕组，12、转子铁芯，13、机壳，14、定子铁芯，15、转子绕组，16、锁紧螺栓一，17、锁紧螺栓二，18、锁紧螺栓三，19、轴承A。

图3～5中：I′、I、II、III、IV、VI分别为主偏块4、一、二、三、四级偏块，O、A、B、C分别为一、二、三、四级偏块的转动中心(具有轴和轴承)、A′、B′、C′、D′、A₀′分别为主偏块、二、三、四级偏块及副偏块的质心。

具体实施方式

参照附图1～5，多级偏块振动电机包括定子部分、转子部分和多级偏块组件，定子部分由定子铁心14、定子绕组11、轴承座9和机壳13组成，定子铁心14装在机壳13内，定子绕组11装在定子铁心14上，在机壳13两端装有轴承座9；转子部分由转子轴5、转子铁心12、转子绕组15所组成，转子绕组15装在转子铁心12上，转子铁心12套在转子轴5上，转子轴5通过轴承A19装在轴承座9内，轴承座9两侧分别装有内压盖10、外压盖8，在转子轴5两端分别装有多级偏块组件。

如图1所示，本发明由电机部分和左偏块组件、右偏块组件所组成。

电机部分由接线盒、转子轴5、轴承A19、轴承座9、定子组件、转子组件、外压盖8、内压盖10和机壳1组成。电源通过接线盒向电机提供所需电能，当定子组件中通入三相电流后，它们共同形成合成磁场随电流的交变而产生旋转磁场，处于旋转磁场中的转子组件切割磁感线，在转子导条中产生感应电动势，在感应电动势作用下，闭合的转子导条中产生电流，这电流与旋转磁场相互作用，使转子导条受到电磁力作用，转子组件固定在转子轴上，从而驱动转子轴旋转起来。

转子轴5两端各有一轴承A19，轴承A19两端均由内压盖10和外压盖8固定在轴承座9上。两轴承座9与机壳13通过螺栓相联接，构成电机部分。

所述多级偏块组件级数为二级或以上，多级偏块组件包括主偏块7、副偏块6、多级偏块、多级偏块轴和多级轴承(以A、B、C……表示)，主偏块7和副偏块6固定安装在转子轴5上，k≥2时第k级偏块轴分别通过k级轴承固定安装在k-1级偏块上，k级偏块通过k级轴承分别装在k级偏块轴上。

所述多级偏块组件由多个偏块通过偏块轴进行串接构成。

所述主偏块7通过锁紧螺栓一16与转子轴5相联接，副偏块6通过锁紧螺栓二17与转子轴5相联接，副偏块6可通过锁紧螺栓二17调整主、副偏块的相对角度。

所述振动电机机壳两端的轴承座上分别固结有偏块罩。

由于左右偏块组件的结构为对称分布，故具体实施方式中主要对左偏块组件陈述之，右偏块组件与之实施方式相同，不再赘述；还是由于对称性，运动时左右偏块组件易实现同步，偶有短时不同步的情况，则产生的轴向力偶矩完全在系统承受范围内。

偏块组件的结构原理以左二级偏块组件为例加以说明：

左二级偏块组件由二级偏块2、二级偏块轴4、副偏块6、主偏块7等所组成，所述主、副偏块7、6分别通过锁紧螺栓一16、锁紧螺栓二17固定安装在转子轴5上；副偏块可通过其上的锁紧螺栓二17调节与主偏块7间的夹角，以满足振动所需的激振力；副偏块上通过轴承B3装有二级轴4及可以自由转动的二级偏块2；所述二级偏块2通过锁紧螺栓三18固定在二级轴4上；在机壳两端轴承座上装有偏块罩1，将偏块组件罩在偏块罩1内，偏块罩1的径向尺寸应依据所有偏块的运动范围尺寸而定。

图3、4、5表达的二、三、四级偏块机构原理图，由图可得其机构自由度分别为2、3、4，自由度越多，系统的运动越复杂；当转子轴5带动副偏块6和主偏块7转动时，二级偏块2在复杂变化的惯性力的作用下和副偏块6发生相对转动，使偏块机构和整个转子轴5的质心发生变化，导致系统的总惯性力、激振力、振幅及振动强度发生变化；又由于系统可经控制装置的频幅控制及负载系统自身产生的速度波动，实现较宽的功率谱或实现运动轨迹某些不规则性能，如实现瞬态或在某个短时段上的大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能，这些特殊惯性性能的实现正是本发明的主要特点，通过控制装置可对其大小、作用时间进行有效控制。

本发明可用于振动机械中各种料仓、料斗、溜槽的仓壁振动，以防止物料粘结、起拱、滞留，促使物料正常运动；可用于直线振动筛、概率筛、旋振筛、振动给料机、振动给料斗、振动输送机、振动球磨机、振动棒磨机、行星式球磨机等各种振动机械作激振源和驱动源，使系统产生较宽的功率谱，实现系统运动轨迹某些不规则性能如大振幅、大激振力、大振动强度等特殊惯性性能的需求，更有效地完成系统的各种特殊作业内容和作业要求。

Claims

1.一种多级偏块振动电机，其特征在于包括定子部分、转子部分和多级偏块组件；定子部分由定子铁心、定子绕组、轴承座和机壳组成，定子铁心装在机壳内，定子绕组装在定子铁心上，在机壳两端装有轴承座；转子部分由转子轴、转子铁心、转子绕组所组成，转子绕组装在转子铁心上，转子铁心固结于转子轴上，转子轴通过轴承A装在轴承座内，轴承座两侧分别装有内压盖、外压盖，在转子轴左右两端分别装有多级偏块组件；所述多级偏块组件由多个偏块通过偏块轴进行串接构成，在一级轴即转子轴左右两端对称分布，级数应为k≥2，多级偏块组件包括主、副偏块即一级偏块、多级偏块、多级偏块轴和多级轴承，主偏块、副偏块分别通过锁紧螺栓固定安装在一级轴上，第k级偏块轴分别通过k级轴承安装在k-1级偏块上，k级偏块通过k级轴承分别装在k级偏块轴上，并可自由转动而不受转子轴的影响。

2.根据权利要求1所述多级偏块振动电机，其特征在于所述多级偏块组件级数至少为二级。

3.根据权利要求1所述多级偏块振动电机，其特征在于所述主偏块通过锁紧螺栓一与转子轴相联接，副偏块通过锁紧螺栓二与转子轴相联接，副偏块可通过锁紧螺栓二调整主、副偏块的相对角度。

4.根据权利要求1所述多级偏块振动电机，其特征在于所述振动电机机壳两端的轴承座上分别固结有偏块罩。