CN103480558B - 激振器和振动筛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激振器和包括该激振器的振动筛，包括振动轴（13）、固定在所述振动轴（13）上的固定偏心块（10）和可旋转地安装在所述振动轴（13）上的活动偏心块（1），其中，所述激振器包括螺旋传动副、第一活塞（17）和用于驱动所述第一活塞（17）的驱动单元，所述螺旋传动副与所述活动偏心块（1）固定连接，所述驱动单元设置为能够在所述振动轴（13）启动过程中驱动所述第一活塞（17），从而通过所述螺旋传动副带动所述活动偏心块（1）相对于所述振动轴（13）转动。该激振器可以实现低转矩启动，对电网冲击较小，要求电源变压器容量也比较小，不需要大功率的驱动电机，并且可以让电机功率因数处于最佳位置，提高效率。

Description

激振器和振动筛

技术领域

本发明涉及路面施工机械，具体地，涉及一种振动筛的激振器和包括该激振器的振动筛。

背景技术

激振器是振动机械工作的重要部件，机械式激振器通过偏心块旋转产生的激振力为振动机械工作提供动力。

图1和图2所示为一种现有技术中常用激振器。包括振动轴13、固定偏心块10，其中，固定偏心块10由螺栓固定在振动轴13上，振动轴通过电机（或液压马达等）驱动，带动固定偏心块旋转，产生偏心力。在现有技术中，因固定偏心块与振动轴固定，启动转矩比较大，当振动轴采用电机驱动时，对电网冲击较大，要求电源变压器容量比较高；同时，振动机械稳定工作时的驱动功率大大小于启动时的驱动功率，为了让振动机械启动，则必须选用大功率驱动电机，造成电机成本较高，且驱动电机运行时功率因数较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种激振器，该激振器可以实现低转矩启动，且在振动轴采用电机驱动时，可以减少对电网的冲击，节约电机成本，提高效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种激振器，该激振器包括振动轴、固定在所述振动轴上的固定偏心块和可旋转地安装在所述振动轴上的活动偏心块，其中，所述激振器包括螺旋传动副、第一活塞和用于驱动所述第一活塞的驱动单元，所述螺旋传动副与所述活动偏心块固定连接，所述驱动单元设置为能够在所述振动轴启动过程中驱动所述第一活塞，从而通过所述螺旋传动副带动所述活动偏心块相对于所述振动轴转动。

本发明还提供一种振动筛，该振动筛包括本发明的激振器。

通过上述技术方案，通过活动偏心块与固定偏心块之间的相对旋转，所述激振器可以实现低转矩启动。具体地，所述激振器启动时，活动偏心块与固定偏心块相对固定，随着振动轴转速的增加，其转矩也相应的增加，当振动轴的转速增加到一定数值时或者接近额定转速时，驱动单元驱动第一活塞杆，使得活动偏心块相对于固定偏心块将产生滞后地或加速地旋转，以减缓启动转矩，从而实现低转矩的启动。本发明的激振器增加活动偏心块，该激振器可以实现低转矩启动，当振动轴采用电机驱动时，对电网冲击较小，要求电源变压器容量也比较小；同时，因该激振器低转矩启动，不需要大功率的驱动电机，节约电机成本，并且可以让电机功率因数处于最佳位置，提高效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术方案中常用激振器的结构示意图；

图2是图1所示现有技术方案中常用激振器的左视图；

图3时是本发明一种实施方式的激振器在非工作状态下的剖视示意图；

图4是图2所示的本发明一种实施方式的激振器的左视图；

图5是图2中I部的放大视图；

图6是图2中II部的放大视图；

图7是本发明一种实施方式的激振器在工作状态下的剖视示意图。

附图标记说明

1活动偏心块      2端盖

3紧定螺钉        4丝杠

5轴用弹性挡圈    6孔用弹性挡圈

7轴承            8定位球

9定位弹簧        10固定偏心块

11压板Ⅰ         12螺母座

13振动轴         14第二活塞

15活塞弹簧       16密封盖

17第一活塞       18压板Ⅱ

19滚珠           20第一腔体

21第二腔体

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“内、外”是指该激振器在具体装配时的内、外，即相对于自身结构的内、外，而“上、下”“左、右”是以图3和图7的图面方向为基准定义的，这些方位词只用于说明本发明并不用于限制本发明。

本发明提供一种激振器，该激振器包括振动轴13、固定在所述振动轴13上的固定偏心块10和可旋转地安装在所述振动轴13上的活动偏心块1，其中，所述激振器包括螺旋传动副、第一活塞17和用于驱动所述第一活塞17的驱动单元，所述螺旋传动副与所述活动偏心块1固定连接，所述驱动单元设置为能够在所述振动轴13启动过程中驱动所述第一活塞17，从而通过所述螺旋传动副带动所所述活动偏心块1相对于所述振动轴13转动。

根据本发明的另一方面，提供一种振动筛，其中，所述振动筛包括本发明的激振器。

根据本发明的技术方案，所述活动偏心块1与所述固定偏心块10之间可以相对旋转，从而实现低转矩的启动。具体地，所述激振器启动时，活动偏心块1与固定偏心块10相对固定，随着振动轴13转速的增加，其转矩也相应的增加，当振动轴13的转速增加到一定数值时或者接近额定转速时，驱动单元将驱动第一活塞17，从而带动活动偏心块1相对于固定偏心块10产生滞后地（相对于固定偏心块10沿与转动方向相反的方向）或加速地（相对于固定偏心块10沿与转动方向相同的方向）旋转，以减缓启动转矩的增加，从而实现低转矩的启动。本发明通过设置活动偏心块1，该激振器可以实现低转矩启动，当振动轴13采用电机驱动时，对电网冲击较小，要求电源变压器容量也比较小；同时，因该激振器低转矩启动，不需要大功率的驱动电机，节约电机成本，并且可以让电机功率因数处于最佳位置，提高效率。

其中，螺旋传动副可以采用各种适当的结构，只要能够通过第一活塞17的驱动，继而带动活动偏心块1相对于振动轴13转动即可。优选地，如图3所示，所述振动轴13内可以设置有平行于所述振动轴13的轴向延伸到所述振动轴13的一个端面的第一安装槽，所述螺旋传动副设置在所述第一安装槽内，所述螺旋传动副包括丝杠4、螺母座12和滚珠19，所述螺母座12固定在所述第一安装槽内，所述丝杠4的外端通过设置在所述端面的端盖2固定于所述活动偏心块1，所述第一活塞17铰接于所述丝杠4。由此，第一活塞17的线性移动将使丝杠4在进行同步的线性移动的同时相对于振动轴13转动。

另外，活动偏心块1可以通过适当的方式可旋转地安装在振动轴13上。例如，参加图2，所述活动偏心块1通过轴承7安装在所述振动轴13上。通过轴承7可方便地实现活动偏心块1与振动轴13的相对旋转，优选地，所述轴承7为滚动轴承，且所述滚动轴承可以为滚针轴承，也可以为滚珠轴承或者其他类型，此处，并不加以限制。且所述轴承7可以分别有轴用弹性挡圈5和孔用弹性挡圈6固定在所述活动偏心块1与振动轴13之间。

在本发明中，所述活动偏心块1与所述振动轴13之间设有定位装置。通过所述定位装置可以实现对本发明的激振器非工作状态与工作状态时对活动偏心块1的定位，从而使在这两种状态下的激振器具有稳定的结构，从而可以保证工作的可靠性。

作为一种优选的实施方式，所述定位装置包括定位球8与定位弹簧9，所述振动轴13的外周上设置有第二安装槽，所述定位弹簧9安装在所述第二安装槽内并将所述定位球8按压在所述活动偏心块1上相应的凹槽内。在这种实施方式下，定位弹簧9所产生的预紧力来提供对于所述活动偏心块1的防转力，以阻挡所述活动偏心块1的自由旋转。但本发明并不限于此。

根据上述定位装置的优选实施方式，所述定位球8和所述定位弹簧9为相应的多个并沿所述振动轴13的周向均布，从而能够提供均匀的预紧力。优选地，所述定位球8和所述定位弹簧9沿轴线对称地布置在振动轴13上，这样，在活动偏心块1运动到某一位置时，通过两端对称的定位可使定位更加可靠。

在本发明中，所述螺母座12可以由例如紧定螺钉3固定在设置在振动轴13的端面上的第一安装槽的内部，以实现所述振动轴13转动时所述螺母座12与所述振动轴13同时转动。所述端盖2可以由固定螺钉固定在所述活动偏心块1上，以实现所述端盖2与所述活动偏心块1的同时旋转。但本发明并不限于这种固定方式。

同时，所述第一活塞17可以铰接在所述丝杠4的一个端部，且在所述丝杠4的另一个端部所述端盖2与所述丝杠4形成花键联接。具体地，所述第一活塞17与所述丝杠4的铰接可以通过第一活塞杆17的另一端形成的球形端部安置在所述丝杠4端部的半球形凹槽内，并通过压板Ⅰ11和压板Ⅱ18可旋转地固定，这样，当第一活塞17沿轴向运动时，丝杠4相对于螺母座12作由直线运动和旋转运动结合的复合运动，所述螺旋传动副中的滚珠丝杠机构产生相应的旋转运动，并由所述丝杠4与所述端盖2之间的花键联接带动所述端盖2的相对旋转，并由所述端盖2与所述活动偏心块1的固定连接从而实现活动活动偏心块1的相对于固定偏心块10的转动。

本发明中，可以采用各种适当形式的驱动单元，只要能够在启动过程中驱动第一活塞17，从而实现动活动偏心块1的相对于固定偏心块10的滞后转动即可。

在本发明上述优选的实施方案中，所述螺母座12具有限定所述第一活塞17的移动的通道，所述第一活塞17和所述通道限定第一腔体20，所述驱动单元包括第二活塞14、活塞弹簧15和密封盖16，所述第二活塞14和预压的所述活塞弹簧15依次安装在所述振动轴13上径向设置的第三安装槽内并由所述密封盖16压紧密封，其中，所述第二活塞14与所述振动轴1、所述密封盖16限定第二腔体21，所述第二腔体21与所述第一腔体20连通并充满液压油。

在上述具体的实施方式，由于第一腔体20、第二腔体21及相应的油路管道形成一个密闭的空间并且满液压油，当第二活塞14相对运动时，会引起液压油的相对流动，从而推动第一活塞17沿轴向产生相对的运动，进而引起所述螺旋传动副中丝杠4的旋转运动，以带动所述活动偏心块1相对于固定偏心块10的旋转运动。

另外，为了实现第一腔体20、第二腔体21及相应的油路管道形成的空间密闭，在相应的第一活塞17与螺母座12、螺母座12与振动轴13、第二活塞14与振动轴13以及密封盖16与振动轴13之间设有密封圈。

在本发明的具体实施方案中，在所述第三安装槽的背离所述第二腔体的侧壁上设置有连通到所述振动轴13外部的排气通道。通过该排气通道的设置，使得第二活塞14相对于腔体的另一端与外部大气压相接，从而第二活塞14受离心力产生运动时不受气压的影响。

另外，所述激振器设置为在所述振动轴13静止时，所述固定偏心块10和所述活动偏心块1具120-180度的相位差，且在所述激振器的启动过程中，所述活动活动偏心块1相对于所述固定偏心块10可实现120-180度的旋转。

经实际使用时证实，当在本发明的激振器工作时，所述活动偏心块1与所述固定偏心块10的夹角越小，该激振器产生的激振力越大，因此，当活动偏心块1与所述固定偏心块10具有180度相位差时，所述激振力最小，当活动偏心块1与所述固定偏心块10没有相位差，即在同一边并排旋转时，所述激振力最大。另外，由于要实现低转矩的启动，要求活动偏心块1与所述固定偏心块10在启动时可相对旋转，因此，所述激振器设置为在所述振动轴13静止时，所述固定偏心块10和所述活动偏心块1具一定的相位差。优选地，可以设定为具有120-180度的相位差，更优选地，所述激振器启动时，所述活动偏心块1相对于所述固定偏心块10可实现120-180度的旋转。此处，相应的多个并沿所述振动轴13的周向布置的定位装置与此对应的实现对活动偏心块1的定位。但本发明不限于此，所述活动偏心块1与所述固定偏心块静止时的相位差和工作状态下的角度范围只要能够实现低转矩的启动及具有大的激振力，都属于本发明的保护范围。

上述的具体实施方式中，最优选地，如图1所示，所述激振器设置为在所述振动轴13静止时，所述固定偏心块10和所述活动偏心块1具180度的相位差，且所述激振器启动时，如图7所示，所述活动活动偏心块1相对于所述固定偏心块10可实现180度的旋转。在这种情况下，在激振器刚启动时，由于活动偏心块1与固定偏心块10分别位于轴线两侧，此时激振力最小或不产生激振力，当振动轴转速达到一定的转速时，活动偏心块1旋转180度，与固定偏心块10位于轴线同侧并排旋转以产生最大的激振力，且此时产生的激振力更为平稳，可提高工作的可靠性及效率。同时，这种情况下对于定位装置的设定只要相对于轴心对称的设置两个即可实现180的径向差角的定位。

另外，所述活动偏心块1与固定偏心块10的大小、重量可由所要产生的激振效果而定。

依据本发明的一种优选的实施方案的激振器，其工作过程详细描述如下：

参见图3、图7，图3为激振器非工作状态，即振动轴13转速为零，此时活塞弹簧15将第二活塞14向上压紧在极限位置，通过定位装置将活动偏心块1锁紧在图示位置，此时活动偏心块1与固定偏心块10在径向有180°差角。当激振器启动时，振动轴13转速增加，第二活塞14产生离心力，当振动轴13转速增加到一定转速或者接近激振器额定转速时，第二活塞14产生的离心力大于活塞弹簧15的弹簧力，并且该离心力与弹簧力之差通过该驱动单元作用于螺旋传动副产生的力矩大于定位球8、定位弹簧9组成的定位装置的防转力矩，因此第二活塞14向下运动，并通过液压带动第一活塞17移动（方向为图1中向左），从而带动丝杠4一起移动并同时旋转，从而带动端盖2和活动偏心块1相对于振动轴13转动，以减缓启动转矩的增加来实现低转矩启动，同时，激振器的激振力逐渐增大，当活动偏心块1转动180°时，激振力增加到最大，第二活塞14被挡住，向下运动到极限位置，定位装置对活动偏心块1再次定位，定位装置将活动偏心块1锁紧，此时活动偏心块1与固定偏心块10在径向差角为零（如图7所示），正常工作时，活动偏心块1与固定偏心快10并排产生最大的激振力，以实现对所需激振效果。

当激振器停机时，振动轴13转速减小，当转速减少到一定值时，此时活塞弹簧15的弹簧力大于第二活塞14产生的离心力，并且该弹簧力与离心力之差通过驱动单元作用于螺旋传动副产生的力矩大于定位球8、定位弹簧9组成的定位装置的防转力矩，此时第二活塞14向上运动，并通过液压带动第一活塞17反向移动，并使丝杠4并同时旋转，从而带动端盖2和活动偏心块1相对于振动轴13转动，当活动偏心块1转动180°时，第二活塞14被挡住，向上运动到极限位置，定位装置对活动偏心块1再次定位，定位装置将活动偏心块1锁紧，此时活动偏心块1与固定偏心块10在径向差角为180°停止。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种激振器，该激振器包括振动轴(13)、固定在所述振动轴(13)上的固定偏心块(10)和可旋转地安装在所述振动轴(13)上的活动偏心块(1)，其特征在于，所述振动轴(13)内设置有平行于所述振动轴(13)的轴向延伸到所述振动轴(13)的一个端面的第一安装槽，所述第一安装槽内设置有包括丝杠(4)、螺母座(12)和滚珠(19)的螺旋传动副和第一活塞(17)，所述螺母座(12)固定在所述第一安装槽内，所述丝杠(4)的外端通过设置在所述端面的端盖(2)固定于所述活动偏心块(1)，所述螺母座(12)具有限定所述第一活塞(17)移动的通道，所述第一活塞(17)铰接于所述丝杠(4)，所述第一活塞(17)和所述通道限定第一腔体(20)；

所述振动轴(13)沿径向设置有第三安装槽，所述第三安装槽内依次安装有第二活塞(14)和预压的活塞弹簧(15)，密封盖(16)密封所述第三安装槽并压紧所述活塞弹簧(15)，其中，所述第二活塞(14)与所述振动轴(13)、所述密封盖(16)限定第二腔体(21)，所述第二腔体(21)与所述第一腔体(20)连通并充满液压油，所述第二活塞(14)、活塞弹簧(15)和密封盖(16)形成驱动单元，能够在所述振动轴(13)启动过程中驱动所述第一活塞(17)，从而通过所述螺旋传动副带动所述活动偏心块(1)相对于所述振动轴(13)转动。

2.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述活动偏心块(1)通过轴承(7)安装在所述振动轴(13)上。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的激振器，其特征在于，所述活动偏心块(1)与所述振动轴(13)之间设有定位装置。

4.根据权利要求3所述的激振器，其特征在于，所述定位装置包括定位球(8)与定位弹簧(9)，所述振动轴(13)的外周上设置有第二安装槽，所述定位弹簧(9)安装在所述第二安装槽内并将所述定位球(8)按压在所述活动偏心块(1)上相应的凹槽内。

5.根据权利要求4所述的激振器，其特征在于，所述定位球(8)和所述定位弹簧(9)为相应的多个并沿所述振动轴(13)的周向均布。

6.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述第一活塞(17)铰接在所述丝杠(4)的一个端部，且在所述丝杠(4)的另一个端部，所述端盖(2)与所述丝杠(4)形成花键联接。

7.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于，在所述第三安装槽的背离所述第二腔体(21)的侧壁上设置有连通到所述振动轴(13)外部的排气通道。

8.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于，所述激振器设置为在所述振动轴(13)静止时，所述固定偏心块(10)和所述活动偏心块(1)具有120-180度的相位差，且在所述激振器启动过程中，所述活动偏心块(1)能够实现相对于所述固定偏心块(10)120-180度的旋转。

9.一种振动筛，其特征在于，所述振动筛包括根据权利要求1-8中任意一项所述的激振器。