CN108412834B - 一种混沌振动液压缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混沌振动液压缸，包括活塞Ⅰ、活塞杆、质量罩密封件、质量罩、附加质量、弹簧、液压控制阀、活塞密封件、第一端盖、端盖密封件、第二端盖、第三端盖、液压缸、螺栓；活塞及活塞杆为一体结构形成质量m1，附加质量m2的内圆套装在活塞杆上，外圆装配在质量罩内孔中，附加质量与活塞杆、质量罩任一之间或同时与二者之间形成滑动摩擦关系，轴向通过弹簧与活塞杆连接，其中活塞杆、质量罩、液压缸对外部皆能产生混沌激振，本发明使振动的频率由单频变为宽频，在保留传统激振器主频的基础上，增加了能量较大的倍频成分，同时提高总的激振能量，有效解决了现有液压激振器激振频率单一、能耗较高效率较低的问题，应用范围较广。

Description

一种混沌振动液压缸
技术领域
本发明涉及一种混沌振动液压缸，具体是一种高效的振动液压缸激振器，属于振动工程设备与液压技术领域。
背景技术
在振动工程技术领域中，激振器是非常重要的核心振动设备之一。目前，普通的振动液压缸为单质量即单自由度振动系统，产生的激振频率单一。随着现代振动工程技术的发展，对振动激振器的激振效果、效率、能耗等提出了更高的要求。现有的单一频率的振动液压缸激振器在振动工程中不能达到更好的激振效果，甚至在有些特殊场合已不能有效地工作且激振效率较低、能耗较高。
发明内容
为了满足当今振动工程技术的要求，并提高激振效率，本发明提供了一种混沌振动液压缸，具体是一种高效的振动液压缸激振器，在传统的振动液压缸激振器的基础上通过在活塞杆上套装质量和弹簧形成多自由度振动系统且质量与活塞杆、质量罩之间为滑动摩擦关系，根据混沌振动理论可知，在多自由度（2个或以上）状态下，只要质量与质量之间或者任一质量与质量罩之间为滑动摩擦关系，就能够使整个激振系统在局部范围内呈现运动的不确定性，即混沌性，其中活塞杆与质量罩、缸体对外部皆能产生混沌激振。混沌振动激振器将使振动的频率由单频变为宽频，在保留了传统激振器主频的基础上，增加了能量较大的倍频成分；同时总的激振能量有所提高，有效解决了现有振动液压缸激振器激振频率单一、能耗高效率较低的问题。
本发明的技术方案是：一种混沌振动液压缸，包括活塞Ⅰ、活塞杆、质量罩密封件、质量罩、附加质量、弹簧、液压控制阀、活塞密封件、第一端盖、端盖密封件、第二端盖、第三端盖、液压缸、螺栓；
所述液压缸一端与第一端盖连接，另一端与第二端盖、第三端盖连接，且第二端盖、第三端盖之间通过螺栓连接，所述液压缸内设有活塞Ⅰ、活塞杆，所述活塞Ⅰ与活塞杆为一体结构并形成质量m1，所述活塞Ⅰ与液压缸的连接处设有活塞密封件，所述活塞杆的两端分别穿过第一端盖、第二端盖和第三端盖，且活塞杆与端盖的连接处设有端盖密封件，所述附加质量的内圆套装在活塞杆上且与活塞杆形成滑动摩擦运动，所述附加质量的外圆装配在质量罩内孔中并与质量罩形成滑动摩擦运动，所述质量罩穿过所述活塞杆的一端并与第三端盖连接，所述活塞杆与质量罩的连通处设有质量罩密封件，或所述活塞杆密闭设置于所述质量罩内部，仅有所述液压缸、所述质量罩对外产生混沌激振，所述活塞杆上设有两个轴肩或两个定位螺母，所述弹簧与附加质量连接并套装在活塞杆上且位于两个轴肩或两个定位螺母之间，所述液压控制阀位于液压缸上方，并与液压缸连通，所述活塞Ⅰ将液压缸分割为第一腔室、第二腔室。
所述质量罩密封件、活塞密封件和端盖密封件为迷宫密封件、唇密封件或毡圈密封。
在所述液压缸的第一端盖的另一端装设一套附加质量、质量罩、弹簧，以液压缸为中心两侧形成对称结构，形成三质量混沌振动液压缸。
所述活塞杆的端部加工成螺纹或联接板或铰链孔与外部设备相连接。
在所述附加质量的轴向通过弹簧串接至少一个附加质量，形成多自由度混沌振动系统。
所述质量罩内填充有一定粘度的液体，增加所述附加质量的摩擦。
在所述质量罩和所述液压缸的第三端盖之间增加一静压缸，所述静压缸包括活塞杆和活塞Ⅱ，所述液压控制阀为多功能集成阀且同时与静压缸、液压缸连通，或在所述静压缸上方设置液压控制阀Ⅱ只与静压缸连通，而所述液压控制阀只与液压缸连通，以实现在静压的基础上产生混沌振动。
所述质量罩通过螺纹连接或焊接的形式与第三端盖连接。
所述弹簧为金属弹簧或橡胶制品。
本发明的工作原理：一定压力和流量的液压油进入液压控制阀，液压控制阀按特定频率交替使液压油分别进入液压缸的A腔和B腔，驱动活塞Ⅰ和活塞杆做往复的直线运动即振动，由于附加质量套装在活塞杆上形成滑动摩擦关系且其外圆与质量罩形成滑动摩擦关系，从而构成二质量即二自由度混沌振动系统，其中活塞杆、质量罩、缸体对外部皆能产生混沌激振，当在所述液压缸的第一端盖的另一端装设一套附加质量、质量罩和弹簧时，以液压缸为中心两侧形成对称结构，形成三质量混沌振动液压缸，当在所述附加质量的轴向通过弹簧串接至少一个附加质量时，则形成多自由度混沌振动系统。
本发明的有益效果是：
（1）本发明使振动的频率由单频变为宽频，在保留了传统激振器主频的基础上，增加了能量较大的倍频成分，同时，总的激振能量有所提高，有效解决了现有振动液压缸激振器激振频率单一、能耗高效率较低的问题。
（2）本发明结构简单、易于制造、激振效果好、效率高，激振效果好，广泛运用于冶金、矿业、石油、动车、建筑、机械、材料加工等各工程领域。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的实施例2的结构示意图；
图3为本发明的实施例3的结构示意图；
图4为本发明的实施例6的结构示意图；
其中：1-活塞杆、2-质量罩密封件、3-质量罩、4-附加质量、5-弹簧、6-液压控制阀、7-活塞密封件、8-第一端盖、9-端盖密封件、10-螺栓、11-静压缸、12-活塞Ⅱ、13-活塞Ⅰ、14-第二端盖、15-液压缸、16-第三端盖。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1所示，本混沌振动液压缸包括活塞Ⅰ13、活塞杆1、质量罩密封件2、质量罩3、附加质量4、弹簧5、液压控制阀6、活塞密封件7、第一端盖8、端盖密封件9、第二端盖14、第三端盖16、液压缸15、螺栓10；
所述液压缸15的体一端与第一端盖8连接，另一端与第二端盖14、第三端盖16连接，且第二端盖14、第三端盖16之间通过螺栓10连接，所述液压缸15内设有活塞Ⅰ13、活塞杆1，所述活塞Ⅰ13与活塞杆1为一体结构并形成质量m1，所述活塞Ⅰ13与液压缸15的连接处设有活塞密封件7，所述活塞密封件7为唇密封件，所述活塞杆1的两端分别穿过第一端盖8、第二端盖14和第三端盖16，且活塞杆1与端盖的连接处设有端盖密封件9，端盖密封件9为毡圈密封，所述附加质量4的内圆套装在活塞杆1上且与活塞杆1形成滑动摩擦运动，所述附加质量4的外圆装配在质量罩3内孔中并与质量罩3形成滑动摩擦运动，所述质量罩3穿过所述活塞杆1的一端并通过螺纹形式与第三端盖16连接，所述活塞杆1与质量罩3的连通处设有质量罩密封件2，质量罩密封件2为迷宫密封件，并在质量罩3内填充有粘度的液体，增加所述附加质量4的摩擦，所述活塞杆1上设有两个轴肩或两个定位螺母，所述弹簧5与附加质量4连接并套装在活塞杆1上且位于两个轴肩或两个定位螺母之间，所述液压控制阀6位于液压缸15上方，并与液压缸15连通，所述活塞Ⅰ13将液压缸15分割为第一腔室A、第二腔室B。
本实施例的活塞杆的两端部加工成螺纹与外部设备连接。
一定压力和流量的液压油进入液压控制阀6，液压控制阀6按特定频率交替使液压油分别进入液压缸15的A腔和B腔，驱动活塞Ⅰ13和活塞杆1做往复的直线运动即振动，由于附加质量4套装在活塞杆1上形成滑动摩擦关系且其外圆与质量罩3形成滑动摩擦关系，从而构成二质量即二自由度混沌振动系统，其中活塞杆、质量罩、缸体对外部皆能产生混沌激振。
实施例2：如图2所示，本实施例结构同实施例1，不同之处在于，在所述液压缸15的第一端盖8的另一端装设一套附加质量4、质量罩3、弹簧5，且增加一个第一端盖8，两个第一端盖8通过螺栓10连接，以缸体15为中心两侧形成对称结构，形成三质量混沌振动液压缸，具有更强烈的混沌性，本实施例的活塞杆的两端部加工成联接板形式与外部设备连接，本实施例的质量罩3以焊接形式与第三端盖16连接。
实施例3：如图3所述，本实施例结构同实施例1，不同之处在于，在所述质量罩3和所述液压缸15的第三端盖16之间增加一静压缸11，所述静压缸11包括活塞杆1和活塞Ⅱ12，且增加一个第二端盖14和一个第三端盖16，第二端盖14和第三端盖16用螺栓连接，所述液压控制阀6选用多功能集成阀且同时与静压缸（11）、液压缸（15）连通，本实施例的活塞杆的两端部加工成铰接孔形式与外部设备连接。
实施例4：本实施例结构同实施例3，不同之处在于，在所述静压缸11上方设置液压控制阀Ⅱ只与静压缸11连通，而所述液压控制阀6只与液压缸15连通，且本实施例的活塞杆的一端加工成螺纹、另一端加工成联接板，分别与外部设备连接。
实施例5：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，在所述附加质量的轴向通过弹簧串接3个附加质量，形成多自由度混沌振动系统，本实施例的活塞杆的一端加工成加工成联接板，另一端加工成铰接孔，分别与外部设备连接。
实施例6：如图4所示，本实施例结构同实施例1，不同之处在于所述活塞杆密闭设置于所述质量罩3内部，仅有所述液压缸15、所述质量罩3对外产生混沌激振，本实施例的活塞杆的一端加工成螺纹，另一端加工成铰接孔，分别与外部设备连接。

Claims (8)

1.一种混沌振动液压缸，其特征在于，包括活塞Ⅰ（13）、活塞杆（1）、质量罩密封件（2）、质量罩（3）、附加质量（4）、弹簧（5）、液压控制阀（6）、活塞密封件（7）、第一端盖（8）、端盖密封件（9）、第二端盖（14）、第三端盖（16）、液压缸（15）、螺栓（10）；
所述液压缸（15）的一端与第一端盖（8）连接，另一端与第二端盖（14）、第三端盖（16）连接，且第二端盖（14）、第三端盖（16）之间通过螺栓（10）连接，所述液压缸（15）内设有活塞Ⅰ（13）、活塞杆（1），所述活塞Ⅰ（13）与活塞杆（1）为一体结构并形成质量m1，所述活塞Ⅰ（13）与液压缸（15）的连接处设有活塞密封件（7），所述活塞杆（1）的两端分别穿过第一端盖（8）、第二端盖（14）和第三端盖（16），且活塞杆（1）与端盖的连接处设有端盖密封件（9），所述附加质量（4）的内圆套装在活塞杆（1）上且与活塞杆（1）形成滑动摩擦运动，所述附加质量（4）的外圆装配在质量罩（3）内孔中并与质量罩（3）形成滑动摩擦运动，所述质量罩（3）穿过所述活塞杆（1）的一端并与第三端盖（16）连接，所述活塞杆（1）与质量罩（3）的连通处设有质量罩密封件（2），或所述活塞杆（1）密闭设置于所述质量罩（3）内部，仅有所述液压缸（15）、所述质量罩（3）对外产生混沌激振，所述活塞杆（1）上设有两个轴肩或两个定位螺母，所述弹簧（5）与附加质量（4）连接并套装在活塞杆（1）上且位于两个轴肩或两个定位螺母之间，所述液压控制阀（6）位于液压缸（15）上方，并与液压缸（15）连通，所述活塞Ⅰ（13）将液压缸（15）分割为第一腔室（A）、第二腔室（B）。
2.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：质量罩密封件（2）、活塞密封件（7）和端盖密封件（9）为迷宫密封件、唇密封件或毡圈密封。
3.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：在所述液压缸（15）的第一端盖（8）的另一端装设一套附加质量（4）、质量罩（3）、弹簧（5），以液压缸（15）为中心两侧形成对称结构，形成三质量混沌振动液压缸。
4.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：所述活塞杆（1）的端部加工成螺纹或联接板或铰链孔与外部设备相连接。
5.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：在所述附加质量（4）的轴向通过弹簧串接至少一个附加质量（4），形成多自由度混沌振动系统。
6.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：所述质量罩（3）内填充有粘度的液体，增加所述附加质量（4）的摩擦。
7.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：在所述质量罩（3）和所述液压缸（15）的第三端盖（16）之间增加一静压缸（11），所述静压缸（11）包括活塞杆（1）和活塞（12），所述液压控制阀（6）为多功能集成阀且同时与静压缸（11）、液压缸（15）连通，或在所述静压缸（11）上方设置液压控制阀Ⅱ只与静压缸（11）连通，而所述液压控制阀（6）只与液压缸（15）连通。
8.根据权利要求1所述的混沌振动液压缸，其特征在于：所述质量罩（3）通过螺纹连接或焊接的形式与第三端盖（16）连接。
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