CN104481962A - 薄膜式液压激振器振动台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜式液压激振器振动台，包括台面、薄膜式液压激振器和减振组件，薄膜式液压激振器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板—和刚性平板二，薄膜设于刚性平板—和刚性平板二间；薄膜单独或与刚性平板—、刚性平板二共同形成有容纳液体的密闭空间；刚性平板—或刚性平板二设置有通道，密闭空间通过通道连通一个可输出方向周期性变化的液流的液压源。该种薄膜式液压激振器振动台，不用轴承承受振动力、制造简单、维修方便、可不停机无级调频调幅、调频与调幅无关联、成本低、振动力大、无磨损、不泄漏、无需散热、振动力均匀分布、耗能少、对地面的振动干扰力几乎等于0。

Description

薄膜式液压激振器振动台

技术领域

    本发明涉及一种薄膜式液压激振器振动台。

背景技术

现有的振动成型机用离心式激振器工作，它的缺点是：当振动力大，频率高时，一个或两个激振器不能胜任。这样，不得不使用多个激振器并联，因为所有的振动力都要作用于轴承，故轴承的润滑、散热、密封、轴之间的传动等变得很复杂，给制造、安装、维修带来很多问题，也降低了可靠性。

另外，必需停机才能调整机器的振幅。再者，机械式激振器的振动力是集中作用的，不能均匀分布，这使结构受力不好。

此外，使多台激振器并联同步工作是很复杂的，不得不使用齿轮，万向节等。振动成型机振动力大，频率高，因此，激振器是制约振动成型机的主要部件。另外，普通的振动成型机有很多振动力传到地面，干扰工作环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜式液压激振器振动台，可不停机无级调频调幅、成本低、振动力大、无磨损、不泄漏、无需散热、振动力均匀分布、耗能少、对外界的振动力干扰几乎等于0，解决现有中振动成型机存在的上述问题。

本发明的技术解决方案是：

一种薄膜式液压激振器振动台，包括台面、薄膜式液压激振器和减振组件，

    薄膜式液压激振器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板—和刚性平板二，薄膜设于刚性平板—和刚性平板二间；

薄膜单独或与刚性平板—、刚性平板二共同形成容纳液体的密闭空间；液体可通过通道进出此密闭空间，密闭空间通过通道连通液流方向周期性变化的液压源；

刚性平板—、刚性平板二相向的两面均可分为三个区域：与薄膜或液体始终接触的区域Ⅰ；与薄膜或液体始终不接触的区域Ⅱ；其它区域Ⅲ；区域Ⅰ与区域Ⅱ不连通；薄膜与刚性平板—、刚性平板二可采用粘接或用法兰螺钉固定，或仅仅接触。

进一步地，密闭空间通过通道分别连通开关阀、直流泵，电机或其它动力驱动的开关阀、直流泵的另一端均与蓄液池连通，直流泵连续地将液体从蓄液池送往密闭空间，开关阀周期性地将液体从密闭空间排向蓄液池，使密闭空间内的液体的体积、压强周期性地变化。

进一步地，液流方向周期性变化的液压源采用无单向阀的柱塞泵或采用直流泵和方向控制回路实现的装置。

进一步地，刚性平板—、刚性平板二分别安装有若干回程弹簧组，每个回程弹簧组有至少一个回程弹簧、一个螺纹杆、至少一个螺母、至少一个弹簧压板，回程弹簧的一端与刚性平板固定，弹簧压板位于回程弹簧的另一端，螺纹杆自由地穿过回程弹簧和弹簧压板及刚性平板的相应的孔，螺母安在螺纹杆上弹簧压板的另一端，使回程弹簧在任何时间都处于受压状态。

进一步地，所述薄膜式液压激振器设有减振组件，所述减振组件包括减振弹簧上座、减振弹簧、减振弹簧下座，减振弹簧上座与螺纹杆固定，减振弹簧下座固定于地面或机架下部。

本发明的有益效果是：通过将薄膜式液压激振器置于台面和下配重之间。薄膜的一部分与两刚性平板相向的两面密封连接，另一部分与二者不接触，从而构成仅有一个通道与外界连通的可变容积的密闭空间。直流泵持续地向这密闭空间注入液体，电机驱动的开关阀周期性地使这密封空间内的液体排入蓄液池，以形成振动。由于液体对任一个刚性平板的作用力都是单向的，故使用回程弹簧组为刚性平板提供回程的力。另外，薄膜式液压激振器传到外界的振动力与上下质体的质量差成正比，所以，准确地配置质量，再加上减振弹簧的作用,可以使它对工作环境的干扰几乎等于0。该种薄膜式液压激振器振动台，不用轴承承受振动力、制造简单、维修方便、可不停机无级调频调幅、调频与调幅无关联、成本低、振动力大、无磨损、不泄漏、无需散热、振动力均匀分布、耗能少、对地面的振动干扰力几乎等于0。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是实施例中薄膜与刚性平板二粘接的结构示意图；

图3是实施例中薄膜与刚性平板二法兰固定的结构示意图；

图4是实施例中回程弹簧组与减振组件的结构示意图；

图5是实施例中的回程弹簧组的结构示意图；

图6是实施例中的回程弹簧组的另一结构示意图；

其中：1-台面，2-刚性平板一，3-薄膜，4-刚性平板二，5-下配重，6-减振弹簧上座，7-减振弹簧，8-螺纹杆，9-回程弹簧，10-弹簧压板，11-螺母，12-管道，13-电机驱动的开关阀，14-直流泵，15-蓄液池，16-减振弹簧下座。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

薄膜式液压激振器振动台，包括台面1、下配重5、减振弹簧上座6、减振弹簧7、底座，如图1，它取消了通常的机械式激振器，而代之以薄膜式液压激振器。

薄膜式液压激振器由两个互相平行的刚性平板、用不渗漏不易伸长的柔性材料制成的薄膜3、若干回程弹簧组、管道12、直流泵14、电机驱动的开关阀13、蓄液池15构成。

两刚性平板相向的两面分别为A`面、B`面，A`面、B`面的距离很小，优选为<30mm，两刚性平板均可作垂直于A`面的相对运动。

A`面、B`面各有三个区域：

与薄膜3或液体始终接触的区域Ⅰ；

与薄膜3或液体始终不接触的区域Ⅱ；

其它区域Ⅲ。

区域Ⅰ和区域Ⅱ不连通，薄膜3仅在区域Ⅰ与刚性平板密封连接，连接的方法是粘接、法兰压紧连接或仅仅接触而不固定，即与设有通道的刚性平板，在非通道区域，薄膜3与刚性平板粘接，如图2，或通过螺钉、法兰压紧，如图3，使薄膜3单独或与刚性平板共同形成密闭空间，而薄膜3与另一刚性平板可以部分粘接或仅仅接触而不固定，使刚性平板能够垂直于A`面运动。

两刚性平板和薄膜3形成了一个密闭的空间，液体经一通道进出这一密闭空间，使密闭空间的液体体积和压强变化，产生刚性平板的位移和振动力。所用的液体通常是水。以上装置配上可输出方向周期性变化的液压源，即可使用。

一个可输出方向周期性变化的液流的液压源通过通道与密闭空间连通，此液压源可以是没有单向阀的柱塞泵，也可以是用直流泵14和方向控制回路实现的装置。

附加带有使液体的流动方向和压强周期性变化的装置，它包括电机驱动的开关阀13、通道、直流泵14、蓄液池15，如图1，通道与密闭空间、开关阀、直流泵14连通，开关阀、直流泵14的另一端与蓄液池15连通，直流泵14连续地将液体从蓄液池15送往密闭空间，开关阀周期性的将液体从密闭空间排向蓄液池15，致使密闭空间内的液体的体积和压强周期性地变化。

在两刚性平板上安装回程弹簧组，可使刚性平板获得回程力，如图4、5、图6。因为液体对任一个刚性平板的作用力都是单向的，回程弹簧组包括至少一个回程弹簧9，至少一个螺母11，至少一个弹簧压板10，一个螺纹杆8。回程弹簧9的一端与刚性平板接触，弹簧压板10位于回程弹簧9的另一端，螺纹杆8自由地穿过这些回程弹簧9、弹簧压板10及刚性平板上相应的孔，螺母11安在螺纹杆8上弹簧压板10的另一端，使回程弹簧9在任何时间均处于受压状态。

实施例中的薄膜式液压激振器，利用柔性薄膜3在曲率半径很小时可承受较大压强的原理，用两个平行的刚性平板与不渗漏不易伸长的材料制成的柔性薄膜3密封连接，薄膜3的外表面分为两个区域：与刚性平板不接触的区域，与刚性平板接触的区域。

薄膜3与两个刚性平板形成一个密闭空间。经一通道向这一密闭空间注入液体，在内部压强P的作用下，与刚性平板不接触的区域的截面是半圆，半径的最大值R略大于振幅A。薄膜3单位长度的最大应力σ=P×R。由此可见，只要A足够小，就可以满足强度要求。与刚性平板接触的区域的应力不大于与刚性平板不接触的区域的应力。当密闭空间内的液体体积周期性变化时，半径与压强也将随之变化。这就形成了振动。

使液体体积和压强周期性变化的方法：泵连续地向密闭空间注入液体，开关阀周期性地将液体排出。因为液体的作用力对刚性平板仅是单向的，回程弹簧9提供了相反方向的作用力，产生的加速度可以大于重力加速度。

该种薄膜式液压激振器振动台，上配重与上模固定连接，刚性平板一2与台面1固定连接，刚性平板二4与下配重5固定连接，减振弹簧上座6与螺纹杆8固定连接，如图4，减振弹簧7安在减振弹簧上座6与减振弹簧7座之间，减振弹簧下座16固定于地面或机架下部，其余各构件间仅有压力的作用而不作机械固定。由于薄膜3是用不易伸长的材料制成的，所以当液体注入密闭空间时，液体的压强会变化，并使A，B的距离增大；

电机驱动的开关阀13处于开通状态时，在回程弹簧9弹性力的作用下，密闭空间内的液体和泵输出的液体都将经阀进入蓄液池15，使液体压强下降，刚性平板间的距离减小，从而完成一个振动循环。

实施例区别于普通液压和气动装置的是没有活塞，因而没有因活塞引起的密封、泄漏、摩擦和磨损。由于没有泄漏，可以使用水作为介质。密闭空间有很大的工作面积，所以即使内部压强不大但总的振动力却可以很大。

薄膜3振动器能付诸应用的另一个原因是振动机械要求的振幅很小。薄膜3没接触刚性平板的边缘处的截面是一个半圆弧。两刚性平板距离较大时，圆弧半径较大；两刚性平板距离较小时，圆弧半径较小。由于振幅很小，即使在两刚性平板距离最大时，圆弧半径也很小。薄膜3材料的应力与内部压强和圆弧半径成正比。因此，只要圆弧半径足够小，现有的材料就可以满足压强对薄膜3的强度要求。改变开关阀的转速就可以改变振动频率，改变泵的流量可以改变振幅。因此本发明可以无级地不停机调频和调幅，且调频和调幅无关。

另外，薄膜3与刚性平板的接触处的振动力是均匀分布的，这使系统受力状态较好。合理地设计回程弹簧9的刚度可以使系统在近共振状态工作，以达到节能的目的。图6是回程弹簧组的结构之一，特点是系统可处于近共振状态，可节约振动力，节约能量。薄膜3与刚性平板的相对运动是滚动而非滑动，所以无摩擦和磨损。另外，使用薄材料制造薄膜3，可以避免弯曲疲劳损坏。螺纹杆8的振动位移与上下质体的质量差成正比，通过准确地配置质量再加上减振弹簧7的作用，可以使传到外界的动载荷很小，可以使机器对地面的振动干扰几乎等于0。

Claims (5)

1.一种薄膜式液压激振器振动台，其特征在于：包括台面、薄膜式液压激振器和减振组件，

    薄膜式液压激振器包括柔性材料制成的薄膜、两个相互平行的刚性平板—和刚性平板二，薄膜设于刚性平板—和刚性平板二间；

薄膜单独或与刚性平板—、刚性平板二共同形成容纳液体的密闭空间；液体可通过通道进出此密闭空间，密闭空间通过通道连通液流方向周期性变化的液压源； 

刚性平板—、刚性平板二相向的两面均可分为三个区域：与薄膜或液体始终接触的区域Ⅰ；与薄膜或液体始终不接触的区域Ⅱ；其它区域Ⅲ；区域Ⅰ与区域Ⅱ不连通；薄膜与刚性平板—、刚性平板二可采用粘接或用法兰螺钉固定，或仅仅接触。

2.如权利要求1所述的薄膜式液压激振器振动台，其特征在于：密闭空间通过通道分别连通开关阀、直流泵，电机或其它动力驱动的开关阀、直流泵的另一端均与蓄液池连通，直流泵连续地将液体从蓄液池送往密闭空间，开关阀周期性地将液体从密闭空间排向蓄液池，使密闭空间内的液体的体积、压强周期性地变化。

3.如权利要求1所述的薄膜式液压激振器振动台，其特征在于：液流方向周期性变化的液压源采用无单向阀的柱塞泵或采用直流泵和方向控制回路实现的装置。

4.如权利要求2或3所述的薄膜式液压激振器振动台，其特征在于：刚性平板—、刚性平板二分别安装有若干回程弹簧组，每个回程弹簧组有至少一个回程弹簧、一个螺纹杆、至少一个螺母、至少一个弹簧压板，回程弹簧的一端与刚性平板固定，弹簧压板位于回程弹簧的另一端，螺纹杆自由地穿过回程弹簧和弹簧压板及刚性平板的相应的孔，螺母安在螺纹杆上弹簧压板的另一端，使回程弹簧在任何时间都处于受压状态。

5.如权利要求4所述的薄膜式液压激振器振动台，其特征在于：所述薄膜式液压激振器设有减振组件，所述减振组件包括减振弹簧上座、减振弹簧、减振弹簧下座，减振弹簧上座与螺纹杆固定，减振弹簧下座固定于地面或机架下部。