CN104502045A - 一种大台面电动激振器 - Google Patents

Abstract

一种大台面电动激振器，包括台体、励磁线圈、由动圈骨架和驱动线圈构成的动圈以及上导向装置；其特征在于：工作台面的径向尺寸大于所述围框的径向尺寸，使动圈骨架为上大下小的倒锥台形；工作台面底面的外周绕周向设有台面加强环，且工作台面底面上在台面加强环内还设有多根台面加强筋，这些台面加强筋绕动圈骨架中心轴线等角度旋转发散状布置；并且，在各相邻肋板之间连接有导向板，该导向板的板面沿上下竖直布置且垂直于台面加强筋，导向板的上沿与工作台面底面一体连接；并且，所述导向板的内侧面中部还设有三角形支撑板。本发明在无需另加扩展台面的情况下满足较大尺寸试件的试验，同时保证了很高的试验频率和试验量级。

Description

一种大台面电动激振器

技术领域

本发明涉及一种力学环境试验设备，具体涉及一种大台面电动激振器。

背景技术

现有技术中，电动激振器主要由台体、励磁线圈、动圈、上导向装置、下导向支撑装置等组成。动圈由动圈骨架以及驱动线圈组成，而动圈骨架的一端为安装试件的工作台面。台体由磁缸环、中心磁极、上极板、下极板、上部罩和底罩组成。其工作原理是：励磁线圈通以直流电流产生固定磁场，对装在该磁场中通有电流的动圈产生激振力，当驱动线圈通以交变电流时动圈产生对应的交变运动。

现有的动圈骨架具体是由一工作台面、多个肋板和一围框一体成型而成，工作台面水平布置于上方，围框位于下方，而肋板连接在工作台面与围框之间，多个肋板绕骨架中心轴线等角度旋转发散状布置，且以其内侧边在骨架中心轴线上汇聚连接，且在工作台面外周向下延伸有多个导向板，该导向板的外侧面供上导向装置作用和连接。并且，现有的动圈骨架都为直筒形，或是上小下大的锥台状，工作台面的面积有限。

随着科学技术的持续发展，环境振动试验具有测试试件较大且同时测试频率高的特点。为了满足这种大试件的需求，我们常规的做法是：在现有激振器的动圈的工作台面上安装一个扩展台面，如图1。

而这样做有两个明显的缺点：                                               . 安装扩展台面，振动系统的固有频率会明显下降，这样振动系统的最大测试频率也会下降；.安装扩展台面，振动试验的运动有效质量增加，这样等于同样质量试件，加速度试验量级就要减小。

发明内容

本发明目的是提供一种大台面电动激振器，在无需另加扩展台面的情况下满足较大尺寸试件的试验，同时保证了很高的试验频率和试验量级。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大台面电动激振器，包括由上极板、磁缸环、中心磁极、下极板构成的台体、设于台体内的励磁线圈、由动圈骨架和驱动线圈构成的动圈以及上导向装置；所述动圈骨架包括工作台面、围框和连接在工作台面和围框之间的多块肋板；所述肋板绕动圈骨架中心轴线等角度旋转发散状布置，且以其内侧边在骨架中心轴线上汇聚连接；其特征在于：所述工作台面的径向尺寸大于所述围框的径向尺寸，使动圈骨架为上大下小的倒锥台形；所述工作台面底面的外周绕周向设有台面加强环，且工作台面底面上在台面加强环内还设有多根台面加强筋，这些台面加强筋的数量与肋板数量相等，且也绕动圈骨架中心轴线等角度旋转发散状布置，台面加强筋位于相邻的肋板之间；并且，在各相邻肋板之间连接有导向板，该导向板的板面沿上下竖直布置且垂直于台面加强筋，导向板的上沿与工作台面底面一体连接；并且，所述导向板的内侧面中部还设有三角形支撑板，该三角形支撑板的板面与导向板板面相垂直，三角形支撑板的上沿与所述台面加强筋一体连接，而其外沿与导向板的内侧面一体连接。

上述方案中，所述上极板对应动圈骨架的各肋板开设有避让槽，肋板嵌于对应的避让槽中。再进一步，对于风冷式电动激振器，可将所述避让槽的槽长大于肋板尺寸，使避让槽槽底至肋板外缘间留有通风间隙。

上述方案中，所述励磁线圈包括上励磁线圈和下励磁线圈，所述上励磁线圈的内缘为阶梯状，使励磁线圈的截面上小下大。

本发明设计原理以及效果如下：本发明主要从动圈骨架的设计上着手，扩大工作台面，同时考虑到上导向装置的设置合理布置了导向板的位置，在台体外部尺寸不须加大的情况下，将动圈骨架的工作台面扩大；并且，通过特殊的台面加强环、台面加强筋和三角形支撑板的设计在保证动圈骨架的刚度的前提下减轻质量。

以同等量极、同样参数的本发明与现有技术相对比，具体如下表：（以3吨量级的激振器为例）

指标	现有技术未加扩展台面	现有技术+Φ640mm扩展台面	本发明
				量级（吨T）	3T	3T	3T
台面（mm）	Φ400mm	Φ640mm	Φ640mm
				振动等效质量（kg）	30kg	30kg+扩展台面40kg=70kg	34kg
一阶固有频率（Hz）	2300Hz	1700Hz	2250Hz

从上表可看出，将本发明与现有技术加扩展台面进行对比，台面尺寸同为Φ640mm，而振动等效质量明显下降，而一阶固有频率显著上升，这两项指标均基本能接近于现有技术未加扩展台面（台面只有Φ400mm）时的指标。

本案虽看似简单，好像只是将动圈骨架的工作台面加大而已，但实际上，本发明发明人是通过导向板、台面加强环、台面加强筋和三角形支撑板这些特殊的设计，既使工作台面加大（加大至加扩展台面相同的效果），又不降刚度和基本不增加质量，并且是还保持原台体尺寸的不变，不增加占地面积，这是经多年设计开发才得到的有创造性的技术成果。

附图说明

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明实施例结构示意图；

图3为本发明实施例动圈骨架结构主视示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为图3的仰视示意图；

图6为本发明实施例动圈骨架结构立体示意图；

图7为本发明实施例动圈骨架结构上导向板及三角形支撑板处的结构示意图；

图8为本发明实施例上励磁线圈的结构示意图；

图9为本发明实施例上极板示意图。

以上附图中：1、台体；11、上极板；111、避让槽；112、通风间隙；12、磁缸环；13、中心磁极；14、下极板；2、励磁线圈；21、上励磁线圈；22、下励磁线圈；3、动圈；31、动圈骨架；311、工作台面；3111、台面加强环；3112、台面加强筋；312、围框；313、肋板；314、导向板；315、三角形支撑板；32、驱动线圈；4、上导向装置；5、耳轴组件；6、底座；7、扩展台面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见图2-9所示：

一种大台面电动激振器，见图2所示，包括台体1、励磁线圈2、动圈3以及上导向装置4。台体1通过耳轴组件5支撑在底座6上。台体1由上极板11、磁缸环12、中心磁极13、下极板14构成，励磁线圈2包括上励磁线圈21和下励磁线圈22，上励磁线圈21和下励磁线圈22均设于台体1内。动圈3嵌设于台体1内，动圈3由动圈骨架31和驱动线圈32。上导向装置4设置在上极板上，作用在动圈骨架31上。

参见图3-6所示，动圈骨架31包括工作台面311、围框312和连接在工作台面311和围框312之间的多块肋板313。工作台面311的径向尺寸大于所述围框312的径向尺寸，使动圈骨架31为上大下小的倒锥台形，如图3所示。各肋板313绕动圈骨架31中心轴线等角度旋转发散状布置，且以其内侧边在骨架中心轴线上汇聚连接。工作台面311底面的外周绕周向设有台面加强环3111，且工作台面311底面上在台面加强环3111内还设有多根台面加强筋3112，这些台面加强筋3112的数量与肋板313数量相等，且也绕动圈骨架31中心轴线等角度旋转发散状布置，台面加强筋3112位于相邻的肋板313之间，如图中举例所示，台面加强筋3112位于相邻的肋板313之间空间的正中部，即将相邻的肋板313之间空间均匀分隔。

参见图3-6所示，结合图2，在各相邻肋板313之间连接有导向板314，该导向板314的板面沿上下竖直布置且垂直于台面加强筋3112，导向板314的上沿与工作台面311底面一体连接。导向板314的作用是提供上导向装置4的作用面，导向板314的外侧面供上导向装置4作用或连接。因上述导向板314的具体位置设计，它是缩于动圈骨架31内部，如图2，使上导向装置4还可像现有技术一样安装在台体1上极板11上，位置不用外移。

参见图3-6所示，结合图7，所述导向板314的内侧面中部还设有三角形支撑板315，该三角形支撑板315的板面与导向板314板面相垂直，三角形支撑板315的上沿与所述台面加强筋3112一体连接，而其外沿与导向板314的内侧面一体连接。三角形支撑板315主要作用是支撑导向板314，提高导向板314的强度，使导向板314不必设计过太厚，以省材料。

参见图9所示，上极板11对应动圈骨架31的各肋板313开设有避让槽111，肋板313嵌于对应的避让槽111中。对于风冷式电动激振器，还可将避让槽111的槽长加长，使之大于肋板313尺寸，使避让槽111槽底至肋板313外缘间留有通风间隙112。

参见图8所示，结合图2，所述上励磁线圈21的内缘设计为阶梯状，使励磁线圈的截面上小下大，如图2，使励磁线圈21的内缘正好与动圈骨架31的外形匹配，使结构更为紧凑。

本实施例与现有技术加扩展台面进行对比，台面尺寸同为Φ640mm，而振动等效质量明显下降，而一阶固有频率显著上升，这两项指标均基本能接近于现有技术未加扩展台面（台面只有Φ400mm）时的指标。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大台面电动激振器，包括由上极板（11）、磁缸环（12）、中心磁极（13）、下极板（14）构成的台体（1）、设于台体（1）内的励磁线圈（2）、由动圈骨架（31）和驱动线圈（32）构成的动圈（3）以及上导向装置（4）；所述动圈骨架（31）包括工作台面（311）、围框（312）和连接在工作台面（311）和围框（312）之间的多块肋板（313）；所述肋板（313）绕动圈骨架（31）中心轴线等角度旋转发散状布置，且以其内侧边在骨架中心轴线上汇聚连接；其特征在于：所述工作台面（311）的径向尺寸大于所述围框（312）的径向尺寸，使动圈骨架（31）为上大下小的倒锥台形；所述工作台面（311）底面的外周绕周向设有台面加强环（3111），且工作台面（311）底面上在台面加强环（3111）内还设有多根台面加强筋（3112），这些台面加强筋（3112）的数量与肋板（313）数量相等，且也绕动圈骨架（31）中心轴线等角度旋转发散状布置，台面加强筋（3112）位于相邻的肋板（313）之间；并且，在各相邻肋板（313）之间连接有导向板（314），该导向板（314）的板面沿上下竖直布置且垂直于台面加强筋（3112），导向板（314）的上沿与工作台面（311）底面一体连接；并且，所述导向板（314）的内侧面中部还设有三角形支撑板（315），该三角形支撑板（315）的板面与导向板（314）板面相垂直，三角形支撑板（315）的上沿与所述台面加强筋（3112）一体连接，而其外沿与导向板（314）的内侧面一体连接。

2.根据权利要求1所述大台面电动激振器，其特征在于：所述上极板（11）对应动圈骨架（31）的各肋板（313）开设有避让槽（111），肋板（313）嵌于对应的避让槽（111）中。

3.根据权利要求2所述大台面电动激振器，其特征在于：所述避让槽（111）的槽长大于肋板（313）尺寸，使避让槽（111）槽底至肋板（313）外缘间留有通风间隙（112）。

4.根据权利要求1或2所述大台面电动激振器，其特征在于：所述励磁线圈（2）包括上励磁线圈（21）和下励磁线圈（22），所述上励磁线圈（21）的内缘为阶梯状，使励磁线圈的截面上小下大。