CN102588395A

CN102588395A - 一种变频液压管网式激振装置

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Publication number: CN102588395A
Application number: CN2012100597973A
Authority: CN
Inventors: 寇子明; 张慧贤; 陆春月; 吴娟; 张延军; 寇保福
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: CN102588395B

Abstract

一种变频液压管网式激振装置，包括液压泵站、激振系统和变频控制系统，该装置是通过激波器产生的液压激波使具有弹性支撑的充液管道发生振动，从而使振动的管网作为振动的执行机构驱动振动设施产生振动。本发明降低了参振质量，提高了液压系统效率，振动参数调节更加方便，可与振动筛网配合实现矿物的筛分和脱介。

Description

一种变频液压管网式激振装置

技术领域

本发明涉及一种液压激振装置，尤其是一种液压激振力由振动油缸产生，液压激振波由激波器产生，管网的振幅和频率由溢流阀和变频器调节控制的一种变频液压管网式激振装置。

背景技术

现有常用振动设备的激振方式是以惯性激振方式为主，惯性激振是依靠旋转产生离心力并在某一直线方向产生周期性变化的激振力，同时在非振动方向也有离心力的分力，这部分分力不仅白白地消耗能量，而且对振动机械本身也产生不良影响，特别是随着高速重载振动设备的发展，这一问题更加突出。

惯性激振存在动不平衡的旋转运动，对振动机械结构件和轴承的寿命影响特别大。这种激振方式的最高激振频率受到限制，同时，通过带式传动的惯性激振装置由于参振质量大，特别是为保证强度而采用特别重的结构件，甚至有的情况下减速机也参与振动，能耗非常大。

此外，振动设备停振必然要通过共振区，有的振动设备在通过共振区时要持续10多秒，其振幅为额定最大振幅的3～5倍。尽管针对这一问题采取了多种技术措施，但对于电动机经减速机构带动偏心轮的惯性激振作用不大。作为质量—弹簧—阻尼系统，由于参振载荷的随机变化，对于电动机带动偏心轮的激振装置，其振动参数难调，很难使质量—弹簧—阻尼系统处于比较理想的振动工况。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有惯性激振技术的不足，并基于一种液压激振机理，提供一种降低参振质量，振动参数调节方便，适应工况较强的一种变频液压管网式激振装置。

本发明实现上述目的所采取的技术方案是一种变频液压管网式激振装置，包含有液压泵站、激振系统和变频控制系统，液压泵站包括溢流阀、柱塞泵、液压泵电机和管路；激振系统包括激波器、激波电机、管网、振动油缸、支架、压缩弹簧和支撑弹簧；变频控制系统包括配电箱和变频器；其中：

所述激波器设有三油口，一进油口与液压泵站的主回路相连通，两回油口分别与连通振动油缸的管路和连通油箱的管路相连通；振动油缸的有杆腔与液压泵站的主回路相连通，无杆腔与激波器的一回油口相连通；压缩弹簧设置于支架与活塞杆之间；管网至少由一组充液管道构成，设置于激波器和振动油缸间；或者至少两组构成，一组设置于激波器和振动油缸间，另一组设置于激波器与油箱间，每根充液管道轴向与横向分别由弹簧支撑。

实现本发明上述的一种变频液压管网激振装置的技术方案时，其附加的技术特征还在于:所述振动油缸的振动是通过管网实现的；所述的激振系统的压力是通过溢流阀调节的；所述管网的振幅是由溢流阀调节；所述管网的频率是由变频器调节；所述管网的振动参数调节是无级调节；所述柱塞泵、溢流阀和设置于激波器与油箱间的充液管网共用一个油箱；所述激波器的内部设置有转阀通过激波电机驱动由变频器调节控制；激波器的转阀旋转到使进油口和振动油缸的无杆腔相通时，振动油缸构成差动连接，驱动油缸活塞向上运动；激波器的转阀旋转到使回油口和振动油缸的无杆腔相通时，活塞在压缩弹簧作用下复位，活塞向下运动；激波器持续旋转使活塞不断上下振动，振动油缸和激波器作用下共同产生液压激振波使管网发生振动；所述激振的压力和振幅与激振系统的压力成正比，振幅与变频器设定的频率成反比。

本发明一种变频液压管网式激振装置，通过现场测试，其所具有的优点和效果在于：

（1）本管网式激振装置的激振波由激波器产生，激波器转速通过变频器控制，通过与溢流阀的组合，可轻易实现振动参数的调节，比泵控马达和阀控液压缸振动系统调节参数更容易；

（2）本管网式激振装置的振动输出是通过振动的管网实现的，激波器与振动油缸和管网分离，因此参振质量小，具有较低的能量损耗；

（3）经现场实测表明，本管网式激振装置的激振压力和振幅与系统压力成正比，振幅与变频器设定频率成反比，振幅与振动频率的调节互不干涉；

（4）管网轴向和垂直方向采用弹簧支撑，经传感器和采集卡测试振动曲线，显示振动波形较不采用弹性支承有很大改善。

本变频液压可控管网式激振装置采用全新的液压振动机理，在管网上铺设振动筛，可用于所有的振动筛分、脱介、选煤选矿等场合。振动发生装置结构设计巧妙，负载适应范围宽。可代替现有的基于泵控马达和阀控液压缸的振动系统，实现振动参数的无级调节，有效降低了参振质量，节能环保，经济效益显著。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图2是图1中激波器的剖面结构示意图；

图3是图1中激波器的工作原理示意图；

图4是图1中虚线部分所示的管网俯视结构示意图；

图5是图1中虚线部分所示的管网主视结构示意图；

图6是图1中虚线部分所示的管网左视结构示意图；

图7是传感器采集的激振压力与系统压力的关系曲线图；

图8是传感器采集的管网振幅与系统压力的关系曲线图；

图9是传感器采集的管网振幅与变频器频率的关系曲线图；

图10是传感器采集的弹簧作用下采集的振动波形的关系曲线图。

图中：1、激波器电机，2、变频器，3、柱塞泵，4、液压泵电机，5、油箱，6、溢流阀，7、液压管，8、振动油缸，9、支架，10、压缩弹簧，11、激波器，12、支架，13、螺钉，14、丝杆，15、螺钉，16、无缝钢管，17、压板，18、挡环，19、轴向弹簧，20、挡环，21、支架，22、支座，23、轴向弹簧，24、压缩螺母，25、挡环，26、支撑台，27、支撑弹簧，28、支撑座，29、固定瓦，30、橡胶套。

具体实施方式

下面进一步详细说明本发明的具体实施方式：

如图1～图10，实施本发明所提供的一种变频液压管网式激振装置，包含有液压泵站、激振系统和变频控制系统，所述的液压泵站包括溢流阀、柱塞泵、液压泵电机和管路；所述的激振系统包括激波器、激波电机、管网、振动油缸、支架、压缩弹簧和支撑弹簧；所述的变频控制系统包括配电箱和变频器；在本发明的方案中，所述的激波器11设有三个油口，一个进油口通过液压管7与液压泵站的主回路相连通，两个回油口分别与连通振动油缸8的管路和连通油箱5的管路相连通；振动油缸8的有杆腔与液压泵站的主回路相连通，无杆腔与激波器11的一个回油口相连通；压缩弹簧10设置于支架9与活塞杆之间；所述管网至少由一组充液管道构成，其中，一个设置于激波器11和振动油缸8间，相应的另一个设置于激波器11与油箱5之间；或者至少设置两组以上构成，一组设置于激波器11和振动油缸8间，相应的另一组设置于激波器11与油箱5间。在设置多组以上的充液管道构成时，其多组充液管道相应并列设置，而且每根充液管道轴向与横向分别由弹簧支撑。在本发明中采用两根充液管道为例，一根设置于激波器11和振动油缸8间，另一根设置于激波器11与油箱5间。

在实施上述技术方案时，需要进一步说明的是：所述振动油缸8的振动是通过管网即多根充液管道实现的；所述激振系统的压力是通过溢流阀6调节大小的；所述管网的振幅是由溢流阀调节大小；所述管网的频率是由变频器调节大小的；所述管网的振动参数调节是无级调节大小的；所述柱塞泵3、溢流阀6和设置于激波器11与油箱5间的液压管是共用一个油箱5；所述激波器11的内部设置有转阀通过激波电机1驱动由变频器2调节控制；激波器11的转阀旋转到使进油口和振动油缸8的无杆腔相通时，振动油缸8构成差动连接，驱动油缸活塞向上运动；激波器11的转阀旋转到使回油口和振动油缸8的无杆腔相通时，活塞在压缩弹簧作用下复位，活塞向下运动；激波器11持续旋转使活塞不断上下振动，振动油缸8和激波器11作用下共同产生液压激振波使管网发生振动。

下面通过变频液压管网式激振装置的工作原理进一步说明如下：

在变频液压管网式激振装置中地主要部件是激波器11，激波器11有三个油口通过其内部设置的转阀与管路相连通，当激波器11的转阀旋转到使进油口和无杆腔相通时，振动油缸形成差动连接，驱动油缸活塞向上运动；激波器11的转阀旋转到使回油口和无杆腔相通时，活塞在压缩弹簧10的作用下复位，活塞向下运动；激波器11的持续旋转将使活塞不断上下振动，振动油缸8和激波器11作用下共同产生的液压激振波将使管网发生振动；激波器11的转阀通过激波电机1驱动，转阀的转速可通过变频器2调节，从而控制液压激振波的振动频率，进而控制管网的振动频率；管网振动的振幅与系统压力呈线性关系，可通过溢流阀6调节系统压力来实现；管网的轴向和横向都通过弹簧23、27支撑，在上面放置振动筛板，即可实现物料的筛分、脱介等。

本变频液压可控管网式激振装置工作过程为，启动：溢流阀开启到最小压力，液压泵电机启动，然后激波器电机变频启动。正常工作：缓慢调节溢流阀，根据负载工况调节系统压力，振动油缸8和管网随之开始振动。制动：调节溢流阀6降低系统压力至最小，振动油缸8和管网停止振动，关闭液压泵电机4，最后关闭激波器电机1。

本变频液压可控管网为充液无缝钢管，两根无缝钢管16的轴向和横向均通过弹簧支撑。轴向弹簧19和23通过轴向压缩螺母24来调节两根无缝钢管的轴向压力，同时也起储能作用。支撑弹簧27套在支撑座28的轴上，支撑座28固定在支撑台26上，矩形的振动筛网可水平铺设在四个支撑座28上，因此，振动筛网上的负载最终将作用到四个支撑弹簧27上，支撑弹簧起储能作用。四个压板17通过螺钉15固定在支架12上，转动丝杆14，压力作用到固定瓦29上，固定瓦29为半圆形，与橡胶套30接触。橡胶套套在无缝钢管上，起减摩和降低管网振动噪声作用。

正常工作时，根据负载工况缓慢调节溢流阀6，变频器2和溢流阀配合使用，可用来调节管网振幅和振动频率。制动时，先调节溢流阀降低系统压力至最小，待振动油缸和管网停止振动，关闭液压泵电机，最后关闭激波器电机。

Claims

1.一种变频液压管网式激振装置，包含有液压泵站、激振系统和变频控制系统，液压泵站包括溢流阀、柱塞泵、液压泵电机和管路；激振系统包括激波器、激波电机、管网、振动油缸、支架、压缩弹簧和支撑弹簧；变频控制系统包括配电箱和变频器；其特征在于：

所述激波器（11）设有三油口，一进油口与液压泵站的主回路相连通，两回油口分别与连通振动油缸（8）的管路和连通油箱（5）的管路相连通；振动油缸（8）的有杆腔与液压泵站的主回路相连通，无杆腔与激波器（11）的一回油口相连通；压缩弹簧（10）设置于支架（9）与活塞杆之间；管网至少由一组充液管道构成，设置于激波器（11）和振动油缸（8）间；或者至少两组构成，一组设置于激波器（11）和振动油缸（8）间，另一组设置于激波器（11）与油箱（5）间，每根充液管道轴向与横向分别由弹簧支撑。

2.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是振动油缸（8）的振动是通过管网实现的。

3.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是激振系统的压力是通过溢流阀（6）调节的。

4.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是管网的振幅是由溢流阀调节。

5.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是管网的频率是由变频器调节。

6.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是管网的振动参数调节是无级调节。

7.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是柱塞泵（3）、溢流阀（6）和设置于激波器（11）与油箱（5）间的充液管网共用一个油箱（5）。

8.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是激波器（11）的内部设置有转阀通过激波电机（1）驱动由变频器（2）调节控制；激波器（11）的转阀旋转到使进油口和振动油缸（8）的无杆腔相通时，振动油缸（8）构成差动连接，驱动油缸活塞向上运动；激波器（11）的转阀旋转到使回油口和振动油缸（8）的无杆腔相通时，活塞在压缩弹簧作用下复位，活塞向下运动；激波器（11）持续旋转使活塞不断上下振动，振动油缸（8）和激波器（11）作用下共同产生液压激振波使管网发生振动。

9.如权利要求1所述的变频液压管网式激振装置，其特征是激振的压力和振幅与激振系统的压力成正比，振幅与变频器设定的频率成反比。