CN1048178A - 激振器 - Google Patents

Abstract

激振器含一根驱动轴(1)，在其上装着静止的偏 心重块(6)和可相对轴(1)回转的偏心重块(2)以及作 成在轴向具有弹性的芯轴(11)形式的它们相互位置 的调节机构，芯轴(11)安装在回转的偏心重块(2)上， 可径向移动并与另一个偏心重块(6)相互作用。静止 的偏心重块(6)作成在其内圆柱形表面上具有径向孔 (17)的圆柱形杯(7)的形式。回转的偏心重块(2)作 成放置在杯(7)内至少为圆柱体一部分(3)的形式，同 时芯轴(11)可进入杯(7)的内圆柱形表面上的径向孔 (17)中的一个孔中。

Description

本发明属于振动技术，即属于振动装置的激振器。

本发明的最有效使用领域是零件在压力加工或切削加工后，以及在焊接或铸造后为了稳定其几何尺寸和形状，或降低残余应力而对零件进行的振动稳定处理;为了试验振动过载对一例如在飞行器中-使用可靠性和抗振性的影响而进行的振动加载。

其他一些使用领域可能是零件的振动磨制加工，例如在去除毛刺或清除氧化皮的装置中;建材工业（例如，混凝土捣固或打桩装置）道路建设（例如压实沥青或砂石的压路机）以及运输装置，例如振动传送带或供料装置。

目前，扩大所研制的振动设备的工艺可能性是十分迫切的问题，因为这样会使零件加工时间减少因而电能的需要减少，并且还可增加单位时间内的加工生产率，提高振动加工的质量。用于产生扰动力的最普遍的激振器形式是机械式的惯性不平衡激振器，它使用最简单并可保证较大的扰动力。根据振动装置的使用条件，经常必须在宽广的数值范围内调节所产生的扰动力，例如为了调节振动装置的振动振幅。

所产生的振动力的大小与相对于驱动轴回转轴线偏心的不平衡质量的大小，该质量中心距驱动轴回转轴线的距离大小及驱动轴回转频率（角速度）的平方成正比。

由于驱动轴回转频率在宽广的数值范围内的变化必须要将直流电机与供给电压调节器综合使用，则改变扰动力最简单的方法或者是改变激振器的偏心质量，或者是改变其质量中心至驱动轴回转轴线的距离。

已知一种离心式激振器，它包含一根安装在壳体中可以回转的驱动轴和一个固定安装在轴上的带孔的平衡园盘，孔中插入一个或几个芯轴用于调节偏心质量（科热夫尼科夫C·H·等“机构”。手册，1976，机械制造出版社，莫斯科，669页，图11，4）。该激振器制造的复杂性在于必须可靠地将可抽出的芯轴固定，同时还要使它们能快速更换以便改变偏心质量的大小。

已知还有一种激振器，它包含一根驱动轴，固定在轴上的静止的和在园周方向可动的偏心重块，而且可动的偏心重块利用键联接固定在轴上，并具有几个键槽，这些键槽决定了它相对于静止偏心重块的位置数量（科热夫尼科夫C·H·等，“机构”，手册，1976，机械制造出版社，莫斯科，668页，图11，3δ）。可动偏心重块相对静止偏心重块的回转引起它们的公共质量中心相对于驱动轴的回转轴线移动，因而可改变激振器产生的振动力。

上述激振器的共同缺点是所产生的振动力调节范围较窄，这就限制了振动装置的应用领域。

本质上最接近本发明的是一种包含一根安装在回转电机上的静止轴的离心式激振器（德国专利，C，1297928）。在电机壳体上固定着一块弧状导轨形式的偏心重块，在弧状导轨中装有另外一块弧状元件形式的可动偏心重块偏心重块配备有作成在径向方向呈弹性的芯轴定位销形式的调节它们相互位置的机构，定位销的一端突出在静止偏心重块之上，而另一端插入通过静止偏心重块和电机壳体的径向盲孔中，并可以移动。根据静力矩必需数值的大小，定位销的突出端进入可动偏心重块上的径向通孔中的一个孔中，当在园周方向上移动可动偏心重块负载时，由于可动与静止偏心重块负载质量中心的偏移，静力矩将发生变化。偏心重块静力矩的大小与所产生的扰动力的大小成比例。为了调节扰动力，将圆柱形芯轴或改锥放入和芯轴末端相互作用的孔中，借助该芯轴或改锥，定住销的末端安装在径向孔中，而偏心重块转移至与两个相邻孔之间的角度相适应的下一位置，这时定住销进入可动偏心重块的相邻孔中，利用上述的芯轴或改锥可以将定位销从该孔中推出。

激振器的最严重的缺点是偏心重块相互位置的调节机构不可能在宽广的数值范围内改变扰动力，这就不可能对各种品种的零件进行振动加工，上述激振器的另一个缺点是扰动力调节复杂。因为调节过程要使用附加的专用工具，例如园柱形芯轴或销子，它必需依次插入可伸出的定位销在其上面通过的园柱形通孔的每一个孔中，这就增加了总的调节时间。

此外，所述激振器还有一个缺点，即由于在可动的偏心重块与电机壳体之间存在间隙，因此其正面阻力系数较大，这就增加了激振器工作时的噪声水平。

本发明的基本任务是创造一种激振器，其偏心重块能保证增加扰动力的调节范围。

提出的任务是这样实现的：在激振器中包含一根驱动轴，其上安装着静止的和可相对于轴回转的偏心重块以及作成在轴向具有弹性的芯轴形式的它们之间相互位置的调节机构，这个弹性芯轴安装在两个偏心重块之一中，可以径向移动并与另一个偏心重块相互作用，根据本发明，其中一个偏心重块作成在其内园柱形表面上具有径向孔的园柱形杯状的形式，而另一个偏心重块作成至少为安放在上述杯内的部分园柱体，并在其上装有芯轴，它插入上述园柱形杯的径向孔的一个孔中。

所建议的偏心重块结构可以增加径向移动芯轴插入其中的孔的数目，因而，可扩展静力矩的调节范围，此力矩的值可在零至其最大值的范围内选取。将偏心重块作成流线型的形状可降低激振器工作时的噪声水平，这是由于每一个偏心重块的正面阻力系数减小的缘故。

在优选的发明方案中，调节机构包含一个径向具有弹性，并安装在内面的偏心重块上的附加芯轴。

与基本芯轴一起，在激振器的偏心重块上有附加芯轴存在可以减小两个芯轴插入其中的孔的直径，因而可在激振器给定径向尺寸的条件下增加在园柱形杯中孔的数量，这就可扩大扰动力的调节范围，从而扩大激振器的工艺可能性。

在另一个发明方案中，每一个芯轴都有一个突出部分，而在内面的偏心重块的外端面上有径向槽，芯轴的突出部分处在槽中，同时园柱形杯中的径向孔作成盲孔。

作出插入到偏心重块外端面上的径向槽中的突出部分可以使定位销从与之配合的园柱形杯的孔中脱出的过程简化，因而可缩减将激振器调整至必须的扰动力所需的时间，并可改善其操作条件。

在作成园柱形杯状的偏心重块中存在盲孔，由于可减小园柱形杯壳体的正面（空气动力学的）阻力系数，因此可大大降低激振器工作时的噪声水平，相应地可改善操作人员的工作条件。

在还有一种发明方案中，芯轴在直径方向上相对配置，同时内面的偏心重块的质量中心位于与芯轴轴线相重合的线上。

芯轴这种配置方法，利用了芯轴与其配合的孔的相互接近，使芯轴退出与其配合孔的啮合的过程变得容易了，这就可缩减调整时间，并改善激振器操作条件。

将芯轴配置在与内面的偏心重块质量中心重合的线上可提高定位的可靠性，因为在这种情况下，芯轴移动的方向与内面偏心重块离心力的作用矢量方向一致。

在另一种实现发明的方案中，在（上述园柱形）杯的园柱形内表面上的径向孔作成键槽形式。

将径向孔作成键槽形式可使它们容易切削，例如用铣刀的切削，这样可以简化激振器的制造工艺。

本发明的其他目的和优点从下面详细描述其实施例子及附图就可以清楚了，其中：

图1表示根据本发明的激振器的总图（纵向剖面）;

图2，3表示在不同的内面偏心重块方案中图1的Ⅱ-Ⅱ剖面;

图4表示图1的A向视图;

图5，6表示在不同的外面偏心重块方案中图1的Ⅲ-Ⅲ剖面;

激振器包含一根驱动轴1（图1，2，4），轴上安装有可以回转的偏心重块2，它作成至少是园柱体的一部分3的形式，其中带有一个固定在园柱体内端面5上的偏心重块负载4。偏心重块2同轴地安装在相对轴1静止的偏心重块6内，该偏心重块6作成园柱形杯7的形式，并带有一个固定在其内端面9上的偏心重块负载8。偏心重块2用法兰10固定在轴1上。激振器装有偏心重块2，6相互位置的调节机构。它作成安装在偏心重块2的两个直径方向相对配置的径向园柱形孔12，12′中的二个园柱形芯轴-基本芯轴11与辅助芯轴11′-的形式。偏心重块2的质量中心位于与芯轴11，11′的轴线相重合的线上。芯轴11，11′在径向方向受到弹性元件，例如园柱形的压缩螺旋弹簧13，13′的顶压并带有突出部分14，14′。每一个突出部分14，14′的对称轴垂直于芯轴11，11′的对称轴，而且突出部分14，14′穿过直径方向相对地作在内面可动偏心重块2的外端面上的径向槽15。从孔12，12′中突出的芯轴11，11′的末端16，16′进入作在杯7的内园柱形表面上的径向不通的铸槽17中。

激振器按下列方式工作。

在起始位置时，芯轴11，11′的从内面偏心重块2的孔12，12′中突出的末端16，16′进入杯7的键槽17中，形成可拆卸的联接。当电机回转时（图中末示出），偏心重块2与6将扰动力传递给轴1和电机壳体，扰动力的大小决定于偏心重块2，6相互回转的角度。当需要改变这个力的大小时，可将电机断开，使激振器停止工作，并在径向方向，克服弹簧13，13′的压紧力，在突出部分14的后面将园柱形芯轴11，11′移动，这时芯轴11，11′与键槽17脱离啮合，内面的偏心重块2有可能相对驱动轴1和外面的偏心重块6自由转动。把芯轴的突出部分14，14′保持在弹簧13，13′受压缩的位置，将偏心重块2相对偏心重块6转动一个与静力矩必需数值大小相适应的角度。并逐渐放开芯轴11，11′的突出部分14，14′，则其自由端16，16′在弹簧13，13′松开的作用下进入两个在杯7的内园柱表面上直径方向相对的键槽17中。然后启动电机，加工继续进行。

在另一个实施方案中，内面的偏心重块2作成园柱形的嵌入物形式，在其内部作出许多扇形的凹槽18（图3）。

为了增大从驱动轴1的回转轴线至外面偏心重块6的质量中心的距离，在外面偏心重块6的端面壁19上（图1）可以作出若干个扇形的凹槽20（图5）。

在外面偏心重块6的另一种实施方案中，在其端面壁19（图1）上作有许多园柱形的凹槽21（图6）。

Claims (5)

1、一种激振器，它包含一根驱动轴(1)，其上安装有偏心重块(2，6)，其中一个偏心重块为静止，而另一个可相对轴(1)回转以及作成在轴向具有弹性的芯轴(11)形式的偏心重块相互位置调节机构，芯轴(11)安装在一个偏心重块中，可以径向移动并与另一个偏心重块相互作用，这种激振器的特征为，其中一个偏心重块(6)作成在其内园柱形表面上具有径向孔(17)的园柱形杯(7)的形式，而另一个偏心重块(2)作成置于杯(7)内的至少为园柱体一部分(3)的形式，在此园柱体部分上安装着芯轴(11)，它进入杯(7)的径向孔(17)的一个孔中。

2、根据权利要求1的激振器，其特征为，调节机构包含一个辅助的芯轴（11′），它在径向方向具有弹性，安装在内面偏心重块（2）上。

3、根据权利要求1或2的激振器，其特征为，每一个芯轴（11）都有突出部分（14，14′），而在内面的偏心重块（2）的外端面上有径向槽（15），芯轴（11，11′）的突出部分（14，14′）安放在槽中，同时在园柱形杯（7）中的径向孔（17）作成不通孔。

4、根据权利要求2的激振器，其特征为，芯轴（11，11′）在直径方向上相对配置，同时内面的偏心重块（2）的质量中心位于与芯油（11，11′）的轴线重合的线上。

5、根据权利要求1的激振器，其特征为，在杯（7）的内园柱形表面上的径向孔（17）作成键槽形式。

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