CN111715503A - 一种4d型振动结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于道路工程机械技术领域，公开了一种4D型振动结构，包括偶数个且至少4个偏心轴，偏心轴轴向方向相互平行且重心处于同一平面内；偏心轴通过相互啮合的齿轮按上端和下端各一个、中间每行两个的结构沿上下两个齿轮的轴心连线对称分布组成振动单元，上下相邻的齿轮啮合，左右相邻的齿轮不啮合；振动单元水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。本发明振动结构既保证齿轮相互啮合受力均匀、又能保证离心力分力的叠加和抵消，无对振动箱的偏转力矩；同时采用相同离心力的偏心轴，使得工艺及维护简单，对偏心块加工精度要求不高。

Description

一种4D型振动结构

技术领域

本发明涉及道路工程机械技术领域，特别涉及一种4D型振动结构。

背景技术

路面共振破碎机是一种路面破碎机械，采用共振技术，使振动锤头的振动频率接近水泥路面的固有频率，激发共振，从而比较轻易的将水泥路面击碎，具有动力强劲、工作可靠等优点。

振动箱是路面破碎机重要的工作部件，振动箱的工作原理是通过偏心轮和齿轮箱构成振动单元，由齿轮箱输出动力带动偏心轮旋转，在偏心轮的作用下带动振动箱振动，驱动振动头捶打地面，实现路面的破碎。传统的振动箱振动轴横向排列，当需要增加振动系统的功率时，就需要增加振动轴的轴数，整个振动箱的横向尺寸就会增大，难以进入狭窄的区域内施工。

为解决振动轴横向排列导致振动箱横向尺寸大的问题，现有技术研制出了振动轴纵向排列的3X型(详见申请号为2015103648186中国专利)和4Z型(详见申请号为2018110260164中国专利)振动结构，但是，3X型振动结构在抵消水平方向的力时，需要对偏心轮的尺寸进行精确的计算，若是计算或加工出现偏差，就会导致振动箱在水平方向的晃动比较严重，由于误差的不可避免性，3X的振动结构存在工作稳定性差，设备的使用寿命短等不足；4Z型结构在水平方向的分力虽然具有大小相同的两个反向力，但是其围绕振动箱中心存在偏转力矩，使得工作时振动箱左右方向晃动明显；同时无论3X或4Z型结构其中间部分齿轮均为来两个啮合点，上下齿轮为一个啮合点，使得齿轮啮合受力不同，导致齿轮受力不均磨损不一致，齿轮寿命短。

发明内容

为了克服现有振动结构的偏心轮精确计算及加工困难(3X型)，齿轮受力分部不均、偏心轴产生偏转力矩使振动箱左右晃动(4Z型)等缺点，本发明提供一种4D型振动结构，既保证齿轮相互啮合受力均匀、又能保证离心力分力的叠加和抵消，无对振动箱的偏转力矩；同时采用相同离心力的偏心轴，使得工艺及维护简单，对偏心块加工精度要求不高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种4D型振动结构，包括偶数个且至少4个偏心轴，所述偏心轴轴向方向相互平行且重心处于同一平面内；所述偏心轴通过相互啮合的齿轮按上端和下端各一个、中间每行两个的结构沿上下两个齿轮的轴心连线对称分布组成振动单元，上下相邻的齿轮啮合，左右相邻的齿轮不啮合；所述振动单元水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。

更进一步地，同一行的所述偏心轴的偏心距大小相同方向相同，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相同；相邻行的所述偏心轴的偏心距大小相同方向相反，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相反。

更进一步地，所述4D型振动结构包括4个、6个、8个、10个、12个或14个偏心轴。

优选地，所述4D型振动结构包括4个偏心轴，4个偏心轴呈菱形布置；上下偏心轴的偏心矩均为M1，由偏心轴产生的离心力为F1，中间偏心轴的偏心矩均为M2，由偏心轴产生的离心力为F2，M1和M2大小相同方向相反，F1和F2大小相同方向相反。

本发明的有益效果在于：

1、本发明振动结构保证上下偏心轴连线方向上的振动力叠加，同时不在一条线上，使得作用于振动箱的受力对称分布；在上下偏心轴中心连线的垂直方向上分力相互抵消，同时相对于上下偏心轴中心连线的对称方向作用于振动箱的转动扭矩相互抵消，避免了振动箱偏离振动方向的倾斜晃动。

2、本发明齿轮相互啮合，且每个齿轮均有两个啮合点，受力均匀，既保证离心力分力的叠加和抵消，又无对振动箱的偏转力矩。

附图说明

图1是本发明振动结构实施例1结构示意图；

图2是本发明振动结构实施例2结构示意图；

图3是本发明振动结构实施例3结构示意图。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。

如图1-3所示，一种4D型振动结构，包括偶数个且至少4个偏心轴，偏心轴轴向方向相互平行且重心处于同一平面内。

偏心轴通过相互啮合的齿轮按上端和下端各一个、中间每行两个的结构沿上下两个齿轮的轴心连线对称分布组成振动单元，上下相邻的齿轮啮合，左右相邻的齿轮不啮合。这样的排布方式使得每个齿轮均有两个啮合点，受力均匀，既保证离心力分力的叠加和抵消，又无对振动箱的偏转力矩。

更进一步地，同一行的偏心轴的偏心距大小相同方向相同，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相同；相邻行的偏心轴的偏心距大小相同方向相反，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相反。

为了方便阐述现将上下两个偏心轴的轴心的连线定义为中轴线Y，与之在一个平面且垂直的线定义为X线，振动单元水平方向(X方向)的分力相互抵消，竖直方向(中轴线Y方向)的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。

4D型振动结构保证上下偏心轴连线方向(中轴线Y方向)上的振动力叠加，同时不在一条线上，使得作用于振动箱的受力对称分布；在上下偏心轴中心连线的垂直方向(X方向)上分力相互抵消，同时相对于上下偏心轴中心连线的对称方向作用于振动箱的转动扭矩相互抵消，避免了振动箱偏离振动方向的倾斜晃动。

更进一步地，4D型振动结构包括4个、6个、8个、10个、12个或14个偏心轴。

实施例1

4D型振动结构包括4个偏心轴，4个偏心轴呈菱形布置，如图1所示；上下偏心轴的偏心矩均为M1，由偏心轴产生的离心力为F1，中间偏心轴的偏心矩均为M2，由偏心轴产生的离心力为F2，M1和M2大小相同方向相反，F1和F2大小相同方向相反。

与传统的偏心轴振动方式不同的是，激振力F的方向是通过上下偏心轴轴心的连线且相对于该轴线对称分布两个激振力，同时保证了齿轮的受力均匀。

若要实现更大的激振力(或更大的振动能量)的振动，可增加偏心轴或偏心块的偏心重量，也可增加偏心轴或偏心块的数量。

该实施例将振动方向外的没有作用的分力有效消除，保证振动方向分力的有效叠加，实现振动方向上的正弦波振动，菱形布置偏心轴，保证齿轮啮合受力均匀，每个偏心轴离心力相同，对称布置，保证分力抵消、载荷分布均匀。

实施例2

4D型振动结构包括6个偏心轴，如图2所示，上端和下端各一个、中间两行每行布置两个偏心轴，振动单元水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。

实施例3

4D型振动结构包括8个偏心轴，如图3所示，上端和下端各一个、中间三行每行布置两个偏心轴，振动单元水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种4D型振动结构，其特征在于：包括偶数个且至少4个偏心轴，所述偏心轴轴向方向相互平行且重心处于同一平面内；所述偏心轴通过相互啮合的齿轮按上端和下端各一个、中间每行两个的结构沿上下两个齿轮的轴心连线对称分布组成振动单元，上下相邻的齿轮啮合，左右相邻的齿轮不啮合；所述振动单元水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，形成激振力F，形成一个规则的正弦波振动。

2.根据权利要求1所述一种4D型振动结构，其特征在于：同一行的所述偏心轴的偏心距大小相同方向相同，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相同；相邻行的所述偏心轴的偏心距大小相同方向相反，由偏心轴产生的离心力大小相同方向相反。

3.根据权利要求1所述一种4D型振动结构，其特征在于：所述4D型振动结构包括4个偏心轴，4个偏心轴呈菱形布置；上下偏心轴的偏心矩均为M1，由偏心轴产生的离心力为F1，中间偏心轴的偏心矩均为M2，由偏心轴产生的离心力为F2，M1和M2大小相同方向相反，F1和F2大小相同方向相反。

4.根据权利要求1所述一种4D型振动结构，其特征在于：所述4D型振动结构包括4个、6个、8个、10个、12个或14个偏心轴。

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