CN110193462A - 一种激振器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激振器及使用方法，包括激振轴和偏心块，所述激振轴包括中心转轴和外圈转轴，所述外圈转轴套设有轴向通孔，所述中心转轴设置于所述外圈转轴的轴向通孔内，所述中心转轴和所述外圈转轴同轴设置，所述中心转轴上设置有第一偏心块，所述外圈转轴上设置有第二偏心块。激振器启动时激振力为零，激振器可以平稳启动，激振器达到额定转速后通过调节偏心块的相对位置角度以获得所需的激振力及振幅，振动设备停机前将激振力调整为零，实现平稳停机。

Description

一种激振器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种激振装置，尤其涉及一种激振器及该激振器的使用方法。

背景技术

激振器作为振动设备的一个主要工作部件，其性能的好坏，对整个设备的工作性能影响非常大。振动设备在矿山和冶金工厂、选煤厂、化工厂、发电厂、铸造厂、建筑工地、水泥厂以及粮食和食品加工厂中得到了广泛的应用，例如振动给料机、振动筛、振动离心脱水机、振动成型机、振动夯土机、振捣器、振动压路机、振动试验台等。据统计，振动设备的用途和种类己达数百余种，它们在工业、农业、国防以及人类社会生活的各个方面发挥着非常重要的作用。

激振器工作时，通过调节偏心块的位置来调节偏心质量的大小，进而改变激振力的大小，随着激振器激振力的变化，振动设备的振幅随之而改变。如图1所示，当偏心块按（a）视图所示布置时，偏心质量在转轴中心，两偏心块引起的偏心力相互抵消，激振器激振力为零；当偏心块按（g）视图所示位置布置时，两偏心块质心重合，偏心质量最大，激振器激振力为最大值；当偏心块按（b）～（f）布置时，随着一侧偏心块安装角度的增加，激振器偏心质量增加，激振器激振力随之增加。

现有激振器激振轴为单轴，此轴上安装有固定偏心块16（位置固定不可调）、可调偏心块17，可在一定的范围内调节其与固定偏心块16的相对位置，相对位置为设计好的几个固定位置，可调位置有限。图2和图3为现有技术中的激振器，该激振器为带偏心质量启动，即先调整好偏心块位置在启动振动设备进行工作。偏心块位置的调节必须停机后进行调节，且需人工进行重新拆装，调节工作量大。激振器在启动时由于需克服偏心质量引起的惯性矩，激振器启动扭矩大。启动及停机过程激振轴存在偏心质量，会引起偏心力而带动振动设备振动。在达到额定转速前及完全停机前，振动设备振动通过共振区，振动设备振幅较大，其振幅有可能是正常工作振幅的十几倍或者更多。可能导致振动设备与周围结构的碰撞，存在安全隐患。

发明内容

本发明为了解决现有技术中激振器调整振幅需对偏心块拆卸后重新安装导致的过程繁琐，工作量大的问题，提供了一种可实现对激振力大小灵活调节的激振器。

本发明所采取的技术方案为：本发明中的一种激振器，包括激振轴和偏心块，所述激振轴包括中心转轴和外圈转轴，所述外圈转轴套设有轴向通孔，所述中心转轴设置于所述外圈转轴的轴向通孔内，所述中心转轴和所述外圈转轴同轴设置，所述中心转轴上设置有第一偏心块，所述外圈转轴上设置有第二偏心块；

所述中心转轴和所述外圈转轴均连接有用于驱动所述中心转轴绕轴旋转和所述外圈转轴绕轴旋转的驱动装置。

进一步的，所述外圈转轴长度小于所述中心转轴，所述第一偏心块设置有两个，所述第一偏心块设置于所述中心转轴的侧壁上，两个第一偏心块置于所述中心转轴的同一侧。

进一步的，所述第二偏心块设置有两个，所述第二偏心块设置于所述外圈转轴的外侧壁上。

进一步的，所述第一偏心块和所述第二偏心轴置于所述激振轴轴线两侧时，所述激振轴的质心与转动中心重合。

进一步的，所述驱动装置为差动轮系，所述差动轮系包括驱动轮、调节轮、中轴轮、外轴轮、辅助轮、行星轮和太阳轮，所述驱动轮连接有驱动轴，通过所述驱动轴驱动所述驱动轮旋转，所述中轴轮与所述驱动轮啮合连接，所述中轴轮连接所述中心转轴；

所述外圈转轴连接有外轴轮，所述外轴轮啮合连接行星轮，所述行星轮通过连接轴连接辅助轮，所述辅助轮啮合连接所述中轴轮；

所述太阳轮啮合连接所述调节轮。行星轮与辅助轮通过连接轴实现同步转动，连接轴与太阳轮为销孔配合，连接轴可在太阳轮上其安装孔内灵活转动，销孔偏离太阳轮轴心设置。

进一步的，所述调节轮为主动轮。

进一步的，所述驱动轮、中轴轮和中心转轴均通过齿轮传动。

进一步的，所述连接轴两端分别与所述辅助轮和所述行星轮固定连接。

本发明还提供了一种激振器的调节方法，包括

S01 通过驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴绕轴旋转，至所述第一偏心块和所述第二偏心块至激振轴轴线相对的两侧，启动激振器；

S02 通过所述驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴同步旋转，所述第一偏心块和所述第二偏心块相对位置固定，至所述激振器达到额定转速；

S03 通过所述驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴发生相对旋转，改变所述第一偏心块和所述第二偏心块的相对位置，调整所述激振器的振幅至设定值。

进一步的，所述驱动装置为差动轮，所述差动轮包括驱动轮、中轴轮、辅助轮、行星轮和太阳轮，所述驱动轮连接有驱动轴，通过所述驱动轴驱动所述驱动轮旋转，所述中轴轮与所述驱动轮啮合连接，所述中轴轮连接所述中心转轴；

所述外圈转轴连接有外轴轮，所述外轴轮啮合连接行星轮，所述行星轮通过连接轴连接辅助轮，所述辅助轮啮合连接所述中轴轮；

所述太阳轮啮合连接所述行星轮；所述太阳轮啮合连接有调节轮，所述调节轮为主动轮；

所述步骤S02具体为：启动驱动轮，锁定调节轮和太阳轮，驱动轮带动中轴轮转动，中轴轮带动行星轮转动，行星轮带动外轴轮转动，中轴轮与外轴轮通过行星轮保持同步转动；

所述步骤S03具体为：激振器达到额定转速，驱动轮保持恒定转速，点动微调调节轮，调节轮启动，带动太阳轮转动，行星轮带动外轴轮转动，行星轮受到中轴轮的作用绕自身中轴线转动，同时由于太阳轮带动行星轮绕太阳轮的转动中心旋转，中心转动轴与外圈转动轴上的偏心块的相对位置发生变化至设定值。

本发明所产生的有益效果包括：1、激振器采用同心双旋转轴结构，偏心块分别对称（即关于旋转中心轴中垂线对称，如图4）安装在两轴上，通过调整两同心轴的相对旋转状态，可灵活调节两轴上偏心块的相对位置，进而调节激振力的大小。两轴上偏心块的相对位置不是设定好的固定位置，其相对位置可随意调节，激振器激振力的调节范围广；

2、可调节两轴上偏心块的位置，使其处于图5中所示布置形式，此时激振器输出激振力为零。此时进行振动设备的启动、停机，振动设备无振动，无需通过共振区，振动设备能够实现平稳的启动和停机，无与附近结构碰撞的危险，安全系数高；

3、采用差动轮系进行驱动。能够在调节状态和工作状态进行自由切换。调节状态，能够有效及时的调整两同心轴的相对旋转角度。工作状态，能很好保证激振轴同心双轴的同步性，保证输出激振力数值恒定，振动设备工作稳定；

4、采用差动轮系驱动，在激振器工作时能够实时对偏心块相对位置进行调整，无需停机。无需拆装偏心块，减少工人工作量，提高工作效率；

5、增加振幅检测传感器，反馈振幅数据，控制系统实现闭环控制，设备可根据输入的振幅数据进行自动调整，亦可实现一键启动及一键停机，自动化程度高。

附图说明

图1偏心块调节示意图；

图2 传统激振器结构示意图；

图3 图2中可调偏心块向固定偏心块调整60°后的结构示意图；

图4 本发明中激振器的结构示意图；

图5 图4中偏心块相对位置图；

图6 本发明中激振器的中心转轴；

图7 本发明中激振器的外圈转轴；

图8 本发明中差动轮的结构简图；

图中1、驱动轮，2、调节轮，3、中轴轮，4、外轴轮，5、太阳轮，6、行星轮，7、辅助轮，8、连接轴，9、轴线，10、第一偏心块，11、第二偏心块，12、中心转轴，13、外圈转轴，14、调节轴，15、驱动轴，16、固定偏心块，17、可调偏心块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图4~8所示，本发明中的激振器包括激振轴和偏心块，激振轴包括中心转轴12和外圈转轴13，外圈转轴13内设置有轴向通孔，中心转轴12置于外圈转轴13内，中心转轴12和外圈转轴13同轴设置，该轴在以后的表述中使用“轴线9”代替，在中心转轴12侧壁上设置有两个第一偏心块10，两第一偏心块10设置在轴线9的同侧；在外圈转轴13上设置有两第二偏心块11，两第二偏心块11设置于外圈转轴13的外侧壁上，两第二偏心块11设置于轴线9的同一侧，两第二偏心块11置于两第一偏心块10的之间，外圈转轴13长度小于或等于两第一偏心块10之间的距离。

中心转轴12和外圈转轴13均连接有用于驱动中心转轴12绕轴旋转和外圈转轴13绕轴旋转的驱动装置，本实施例中驱动装置采用差动轮系，具体为差动轮系包括驱动轮1、中轴轮3、辅助轮7、行星轮6和太阳轮5，驱动轮1连接有驱动轴15，通过驱动轴15驱动驱动轮1旋转，中轴轮3与驱动轮1啮合连接，中轴轮3连接中心转轴12；外圈转轴13连接有外轴轮4，外轴轮4啮合连接行星轮6，行星轮6通过连接轴8连接辅助轮7，辅助轮7啮合连接中轴轮3。太阳轮5啮合连接有调节轮2，调节轮2为主动轮，通过调节轴14驱动。驱动轮1，调节轮2，中轴轮3，外轴轮4，太阳轮5，行星轮6，、辅助轮7均通过齿轮传动。连接轴8两端分别与辅助轮7和行星轮6固定连接。行星轮6与辅助轮7通过连接轴8实现同步转动，连接轴8与太阳轮5为销孔配合，连接轴可在太阳轮5上其安装孔内灵活转动，销孔偏离太阳轮轴心设置。

本发明的激振器安装在固定机架上，差动轮系的外轴轮4与激振轴的外圈转轴13连接，差动轮系的外轴轮4与激振轴的中心转轴12连接。

本发明激振器功能原理：

1.起始状态。激振轴上偏心块的布置位置如图5中所示，此时激振轴的质心与转动中心重合。启动扭矩较小，只需克服激振轴自身的转动惯量，激振轴无偏心力，启动平稳。

2.从启动激振器到激振轴达到额定转速过程。驱动轮1启动，调节轮2锁定，太阳轮5锁定，驱动轮1带动中轴轮3转动，中轴轮3通过辅助轮7带动行星轮6转动，行星轮6带动外轴轮4转动，其中由于太阳轮5锁定不动，中轴轮3与外轴轮4通过行星轮6保持同步转动，采用齿轮传动，同步性好。

3.振幅调节。激振器达到额定转速，驱动轮1保持恒定转速，点动微调调节轮2，调节轮2启动，带动太阳轮5转动。行星轮6带动外轴轮4转动，行星轮6受到中轴轮3的作用绕自身中轴线9转动，同时由于太阳轮5带动行星轮6绕太阳轮5的转动中心旋转，使得行星轮6与中轴轮3无法保持同步自转，继而中轴轮3与外轴轮4无法保持同步转动，这就使得激振轴的中心转动轴与外圈转动轴上的偏心块的相对位置发生了变化，从而改变了激振器的激振力及振动设备的振幅。

4.停机过程。首先，保持振动设备空载，然后点动微调调节轮2，使得振动设备的振幅为零，最后操作停机。

驱动单元可用其他方案进行替代

1. 使用差动轮系：可用其他差动轮系方案替代本发明设计的差动轮系方案。

2.不使用差动轮系：使用两套驱动原件分别驱动激振轴的中心转轴12和外圈转轴13。

对于振动设备的振幅可增加检测传感器，输出反馈信号，控制系统实现闭环控制，有利于实现自动化操作。工作人员只需在操作面板输入所需振幅数值，系统通过反馈振幅数据自动进行调整，直到振动设备振幅达到要求值。

本发明中激振器具有以下优点：

1.激振器激振轴为同心双轴结构，偏心块对称安装在两同心轴上；

2.两同心轴能实现同步转动，亦能实现差速转动，能够在同步转动及差速转动间自由切换；

3.通过差速轮系实现两同心轴的同步转动及差速转动；

4.偏心块相对位置能够灵活调节，进而能够灵活地调节激振力及振幅的大小；

5.调整偏心块位置能够实现零激振力启动及停机；

6.偏心块位置的调整为自动话过程，无需停机，无需人工进行拆装工作；

7.增加检测传感器，提供反馈信号，控制系统实现闭环控制，能够实现一键智能启停，自动化程度高；

8.根据所需振动轨迹，可单组使用也可多组联合使用本发明中的激振器，例如：单组使用可实现振动设备圆振动，两组联合使用可实现振动设备直线振动。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激振器，包括激振轴和偏心块，其特征在于：所述激振轴包括中心转轴和外圈转轴，所述外圈转轴套设有轴向通孔，所述中心转轴设置于所述外圈转轴的轴向通孔内，所述中心转轴和所述外圈转轴同轴设置，所述中心转轴上设置有第一偏心块，所述外圈转轴上设置有第二偏心块；

所述中心转轴和所述外圈转轴均连接有用于驱动所述中心转轴绕轴旋转和所述外圈转轴绕轴旋转的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于：所述外圈转轴长度小于所述中心转轴，所述第一偏心块设置有两个，所述第一偏心块设置于所述中心转轴的侧壁上，两个第一偏心块置于所述中心转轴的同一侧。

3.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于：所述第二偏心块设置有两个，所述第二偏心块设置于所述外圈转轴的外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于：所述第一偏心块和所述第二偏心轴置于所述激振轴轴线两侧时，所述激振轴的质心与转动中心重合。

5.根据权利要求1所述的激振器，其特征在于：所述驱动装置为差动轮系，所述差动轮系包括驱动轮、调节轮、外轴轮、中轴轮、辅助轮、行星轮和太阳轮，所述驱动轮连接有驱动轴，通过所述驱动轴驱动所述驱动轮旋转，所述中轴轮与所述驱动轮啮合连接，所述中轴轮连接所述中心转轴；

所述外圈转轴连接所述外轴轮，所述外轴轮啮合连接行星轮，所述行星轮通过连接轴连接辅助轮，所述辅助轮啮合连接所述中轴轮；

所述太阳轮啮合连接所述调节轮。

6.根据权利要求5所述的激振器，其特征在于：所述调节轮为主动轮。

7.根据权利要求5所述的激振器，其特征在于：所述驱动轮、中轴轮和中心转轴均通过齿轮传动。

8.根据权利要求5所述的激振器，其特征在于：所述连接轴两端分别与所述辅助轮和所述行星轮固定连接。

9.一种权利要求1所述的激振器的调节方法，其特征在于：包括

S01 通过驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴绕轴旋转，至所述第一偏心块和所述第二偏心块至激振轴轴线相对的两侧，启动激振器；

S02 通过所述驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴同步旋转，所述第一偏心块和所述第二偏心块相对位置固定，至所述激振器达到额定转速；

S03 通过所述驱动装置驱动所述中心转轴和所述外圈转轴发生相对旋转，改变所述第一偏心块和所述第二偏心块的相对位置，调整所述激振器的振幅至设定值。

10.根据权利要求9所述的激振器的调节方法，其特征在于：所述驱动装置为差动轮，所述差动轮包括驱动轮、中轴轮、辅助轮、行星轮和太阳轮，所述驱动轮连接有驱动轴，通过所述驱动轴驱动所述驱动轮旋转，所述中轴轮与所述驱动轮啮合连接，所述中轴轮连接所述中心转轴；

所述外圈转轴连接有外轴轮，所述外轴轮啮合连接行星轮，所述行星轮通过连接轴连接辅助轮，所述辅助轮啮合连接所述中轴轮；

所述太阳轮啮合连接所述行星轮；所述太阳轮啮合连接有调节轮，所述调节轮为主动轮；

所述步骤S02具体为：启动驱动轮，锁定调节轮和太阳轮，驱动轮带动中轴轮转动，中轴轮带动行星轮转动，行星轮带动外轴轮转动，中轴轮与外轴轮通过行星轮保持同步转动；

所述步骤S03具体为：激振器达到额定转速，驱动轮保持恒定转速，点动微调调节轮，调节轮启动，带动太阳轮转动，行星轮带动外轴轮转动，行星轮受到中轴轮的作用绕自身中轴线转动，同时由于太阳轮带动行星轮绕太阳轮的转动中心旋转，中心转动轴与外圈转动轴上的偏心块的相对位置发生变化至设定值。