CN105006911A - 一种用于深层土壤的防水激振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于深层土壤的防水激振器，包括第一外壳、第二外壳、第三外壳、端盖、微型高速电机、增速机构、振动发生机构、土壤固定器和调速器；第一外壳一端与第二外壳一端固连，另一端与端盖固连，第二外壳另一端与第三外壳固连；微型高速电机、增速机构均固连在第一外壳内，微型高速电机与增速机构连接，微型高速电机与端盖接触；第二外壳形状为圆台，振动发生机构设置在第二外壳内；增速机构与振动发生机构连接；第三外壳形状为锥形，第三外壳外壁对称设有两根土壤固定器；微型高速电机通过防水电缆与调速器连接。本发明用于深层土壤的防水激振器具有结构简单、工作平稳、维护方便、激振频率，激振强度连续宽幅可调等优点。
Description
技术领域
本发明属于振动测试设备，具体涉及一种用于深层土壤的防水激振器。
背景技术
近年来随着振动测量和振动试验分析在机械工程和工程结构部门的广泛应用，激振器也得到了飞速的发展。目前的激振器根据激振的原理不同，主要有以下几类：利用偏心块回转产生所需的激励力的惯性式激振器、将交变电流通入动线圈，使线圈在给定的磁场中受电磁激励力的作用而产生振动的电动式激振器和电液式激振器。
虽然这些激振器在常规环境下具有很好的适用性，但对于在特殊环境中进行的振动测试分析这些通用激振器往往很难有效开展工作。
中国专利CN201893112U公开了一种水下激振器，此激振器由密封腔体和安装在密封腔体内部的驱动激振器两部分组成，并通过丝杆固定在水下被激结构的外部进行工作。此水下激振器由于存在只能通过丝杆安装于被激结构表面、电机激振频率和激振强度单一等问题，无法在深层土壤环境下开展工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于深层土壤的防水激振器，解决了深层土壤中激振器不能有效的防水防泥浆、安装固定复杂、性能不稳定、激振频率强度单一、激励频带较窄等问题，满足深层土壤振动检测对于激振器的需求。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于深层土壤的防水激振器，包括第一外壳、第二外壳、第三外壳、端盖、微型高速电机、增速机构、振动发生机构、土壤固定器和调速器；第一外壳一端与第二外壳一端固连，另一端与端盖固连，第二外壳另一端与第三外壳固连；微型高速电机、增速机构均固连在第一外壳内，微型高速电机与增速机构连接，微型高速电机与端盖接触；第二外壳形状为圆台，第二外壳内腔中设有两块相互平行的第一挡板和第二挡板，第一挡板和第二挡板中心分别设有通孔，振动发生机构设置在第二外壳内；增速机构与振动发生机构连接；第二外壳大直径端与第一外壳固连，第三外壳形状为锥形，第三外壳外壁对称设有两根土壤固定器；微型高速电机通过防水电缆与调速器连接。
所述增速机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和齿轮轴固定支座，第一齿轮位于微型高速电机输出轴上，齿轮轴固定支座一端设有第二齿轮，另一端设有第三齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第四齿轮与振动发生机构连接。
所述振动发生机构包括振动发生机构输入轴、偏心质量振动发生块、振动发生器滑动轴承和振动发生器卡簧，偏心质量振动发生块和两个振动发生器卡簧均设置在振动发生机构输入轴上，振动发生机构输入轴两端分别穿过第一挡板和第二挡板，振动发生机构输入轴与第一挡板和第二挡板之间分别设有振动发生器滑动轴承，偏心质量振动发生块位于第一挡板和第二挡板之间，振动发生机构输入轴两端分别设有振动发生器卡簧，防止振动发生机构输入轴上下滑动；第四齿轮与振动发生机构输入轴连接。
所述的两个土壤固定器的夹角为120°。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）体积小、结构简单、维修方便、密封性能良好、适用于石油、地下管网以及深层土壤等多水的环境。
（2）土壤固定器在土壤中有自我固定的作用，同时消除电机本身因转动引起的自转，根据需要可以改变调速器的电流，从而改变了激振器的发生频率和振动强度以满足不同测试的需求。
（3）激振器自带增速机构，可以提供比现有激振器更宽的激振频带。
附图说明
图1为本发明的用于深层土壤的防水激振器结构示意图。
图2为本发明的用于深层土壤的防水激振器的增速机构结构示意图。
图3为本发明的用于深层土壤的防水激振器的第一外壳结构示意图。
图4为本发明的用于深层土壤的防水激振器的第二外壳结构示意图。
图5为本发明的用于深层土壤的防水激振器的振动发生机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1~图5，一种用于深层土壤的防水激振器，包括第一外壳1、第二外壳6、第三外壳7、端盖3、微型高速电机2、增速机构4、振动发生机构5、土壤固定器8和调速器9。第一外壳1一端与第二外壳6一端固连，另一端与端盖3固连，第二外壳6另一端与第三外壳7固连。微型高速电机2、增速机构4均设置在第一外壳1内，微型高速电机2与增速机构4连接，第一外壳1内设有微型高速电机固定架19，微型高速电机2与端盖3接触，微型高速电机2与微型高速电机固定架19固定。第二外壳6形状为圆台，无端盖，第二外壳6内腔中设有两块相互平行的第一挡板23和第二挡板25，第一挡板23和第二挡板25中心分别设有通孔，振动发生机构5设置在第二外壳6内。增速机构4与振动发生机构5连接。第二外壳6大直径端与第一外壳1固连，第三外壳7形状为锥形，第三外壳7外壁对称设有两根土壤固定器8，两个土壤固定器8的夹角为120°。微型高速电机2通过防水电缆与调速器9连接。
增速机构4包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮14、第四齿轮15和齿轮轴固定支座13，第一齿轮11位于微型高速电机输出轴10上，齿轮轴固定支座13一端设有第二齿轮12，另一端设有第三齿轮14，第一齿轮11与第二齿轮12啮合，第三齿轮14与第四齿轮15啮合，第四齿轮15与振动发生机构5连接。
振动发生机构5包括振动发生机构输入轴16、偏心质量振动发生块31、振动发生器滑动轴承30和振动发生器卡簧29，偏心质量振动发生块31和两个振动发生器卡簧29均设置在振动发生机构输入轴16上，振动发生机构输入轴16两端分别穿过第一挡板23和第二挡板25，振动发生机构输入轴16与第一挡板23和第二挡板25之间分别设有振动发生器滑动轴承30，偏心质量振动发生块31位于第一挡板23和第二挡板25之间，振动发生机构输入轴16两端分别设有振动发生器卡簧29，防止振动发生机构输入轴16上下滑动。第四齿轮15与振动发生机构输入轴16连接。
实施例1
一种用于深层土壤的防水激振器，包括第一外壳1、第二外壳6、第三外壳7、端盖3、微型高速电机2、增速机构4、振动发生机构5、土壤固定器8和调速器9。第一外壳1底部与第二外壳6顶部通过螺纹固连，底部与端盖3通过螺纹固连，第二外壳6底部通过螺纹与第三外壳7顶部固连。第一外壳1内设有微型高速电机固定架19，微型高速电机2设置在微型高速电机固定架19上，微型高速电机2尾部通过端盖3，固定在第一外壳1内。微型高速电机输出轴10与增速机构4连接。第二外壳6外壁形状为圆台，第二外壳6内腔中焊接两块相互平行的第一挡板23和第二挡板25，第一挡板23和第二挡板25分别与第二外壳6的中心轴垂直，第一挡板23和第二挡板25中心分别设有通孔，振动发生机构5设置在第二外壳6内。增速机构4与振动发生机构5连接。第二外壳6大直径端与第一外壳1固连，第三外壳7形状为锥形，外壁开有两个对称的螺纹孔，两根土壤固定器8通过螺纹固定在所述螺纹孔内，两个土壤固定器8的夹角为120°。微型高速电机2通过防水电缆与调速器9连接。
增速机构4包括第一齿轮11、第二齿轮12、第三齿轮14、第四齿轮15和齿轮轴固定支座13，第一齿轮11设置在微型高速电机输出轴10上，齿轮轴固定支座13一端设有第二齿轮12，另一端设有第三齿轮14，第一齿轮11与第二齿轮12啮合，第三齿轮14与第四齿轮15啮合，第四齿轮15与振动发生机构5连接，微型高速电机输出轴10与振动发生机构输入轴16在同一直线上。
振动发生机构5包括振动发生机构输入轴16、偏心质量振动发生块31、振动发生器滑动轴承30和振动发生器卡簧29，偏心质量振动发生块31和两个振动发生器卡簧29均设置在振动发生机构输入轴16上，振动发生机构输入轴16两端分别穿过第一挡板23和第二挡板25，振动发生机构输入轴16与第一挡板23和第二挡板25之间分别设有振动发生器滑动轴承30，偏心质量振动发生块31位于第一挡板23和第二挡板25之间，振动发生机构输入轴16两端分别设有振动发生器卡簧29，振动发生器卡簧29位于第一挡板23和第二挡板25的外壁，防止振动发生机构输入轴16上下滑动。第四齿轮15与振动发生机构输入轴16连接。
本发明深层土壤激振器的工作过程：
将用于深层土壤的防水激振器的第三外壳7向下，直接插入深层土壤，通过第三外壳7外侧的土壤固定器8与深层土壤固定，连接微型高速电机2和调速器9，通过调速器9控制微型高速电机2的输入电流来调节微型高速电机2的转速，微型高速电机2输出轴10将扭矩通过第一齿轮11、第二齿轮12、齿轮轴固定支座13、第三齿轮14和第四齿轮15传递至振动发生机构5的发生机构输入轴16，从而改变振动发生机构5转速与扭矩，使得振动发生机构5的驱动偏心质量块31发生周期振动，激振力通过土壤固定器8传递至土壤。
Claims (4)
1. 一种用于深层土壤的防水激振器，其特征在于：包括第一外壳（1）、第二外壳（6）、第三外壳（7）、端盖（3）、微型高速电机（2）、增速机构（4）、振动发生机构（5）、土壤固定器（8）和调速器（9）；第一外壳（1）一端与第二外壳（6）一端固连，另一端与端盖（3）固连，第二外壳（6）另一端与第三外壳（7）固连；微型高速电机（2）、增速机构（4）均固连在第一外壳（1）内，微型高速电机（2）与增速机构（4）连接，微型高速电机（2）与端盖（3）接触；第二外壳（6）形状为圆台，第二外壳（6）内腔中设有两块相互平行的第一挡板（23）和第二挡板（25），第一挡板（23）和第二挡板（25）中心分别设有通孔，振动发生机构（5）设置在第二外壳（6）内；增速机构（4）与振动发生机构（5）连接；第二外壳（6）大直径端与第一外壳（1）固连，第三外壳（7）形状为锥形，第三外壳（7）外壁对称设有两根土壤固定器（8）；微型高速电机（2）通过防水电缆与调速器（9）连接。
2.根据权利要求1所述的用于深层土壤的防水激振器，其特征在于：所述增速机构（4）包括第一齿轮（11）、第二齿轮（12）、第三齿轮（14）、第四齿轮（15）和齿轮轴固定支座（13），第一齿轮（11）位于微型高速电机输出轴（10）上，齿轮轴固定支座（13）一端设有第二齿轮（12），另一端设有第三齿轮（14），第一齿轮（11）与第二齿轮（12）啮合，第三齿轮（14）与第四齿轮（15）啮合，第四齿轮（15）与振动发生机构（5）连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于深层土壤的防水激振器，其特征在于：所述振动发生机构（5）包括振动发生机构输入轴（16）、偏心质量振动发生块（31）、振动发生器滑动轴承（30）和振动发生器卡簧（29），偏心质量振动发生块（31）和两个振动发生器卡簧（29）均设置在振动发生机构输入轴（16）上，振动发生机构输入轴（16）两端分别穿过第一挡板（23）和第二挡板（25），振动发生机构输入轴（16）与第一挡板（23）和第二挡板（25）之间分别设有振动发生器滑动轴承（30），偏心质量振动发生块（31）位于第一挡板（23）和第二挡板（25）之间，振动发生机构输入轴（16）两端分别设有振动发生器卡簧（29），防止振动发生机构输入轴（16）上下滑动；第四齿轮（15）与振动发生机构输入轴（16）连接。
4.根据权利要求1所述的用于深层土壤的防水激振器，其特征在于：所述的两个土壤固定器（8）的夹角为120°。
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