CN1117637C

CN1117637C - 液压激振器

Info

Publication number: CN1117637C
Application number: CN 00102009
Authority: CN
Inventors: 许步勤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: CN1260449A

Abstract

一种用于振动机械的液压激振器，由激波器、壳体、液压缸和拖动装置所组成，激波器为一直径不同的圆柱体，在其中大直径的圆柱体上开设两个对称的槽，槽两侧的圆柱体上各开设一个矩形断面的环形槽，其特征是：在激波器的两个对称槽的中间设计有一个隔板，隔板的厚度与壳体上所开设的高压液体入口P、回油口O和通液孔5的孔口直径相等。本发明的结构简单，工作可靠，适用于不同构造的振动机械，并易实现机电液一体化和集中控制。

Description

液压激振器

技术领域

本发明涉及一种结构简单的液压激振器，适用于需要激振的振动机械。

背景技术

目前工业生产中使用的液压激振器一般是由振动油缸、液控换向阀、弹性元件及液压系统所组成。振动油缸为双出杆差动油缸，它的一端作为振动元件，另一端与弹性元件联接。这种激振器采用液压系统来保证振动频率稳定并使其调整方便。参阅杂志《重型机械》1994年第1期第51页和杂志《中国机械工程》1999年第8期第866页。

此外，申请号为90211581的实用新型专利，公开了一种“液压振动座椅”。该“液压振动座椅”的液压系统包括液压马达、传动装置、激振器和活塞式液压油缸。激振器由转子和定子组成，定子开有进油孔、回油孔以及与液压油缸相连的上、下输油孔；转子开有一个轴向孔、一个或几个与回油孔相通的径向孔、一个或几个可与下输油孔相通的径向孔，与回油孔相连的环形槽，与进油孔相连的环形槽及若干个与环形槽相连的表面轴向槽。这种振动座椅的激振器结构较为复杂，在转子上开设较多的孔和槽，给加工带来很大的困难。此外，该实用新型只能在垂直地面的方向上产生单向激振力，因此它只能用于振动座椅这种特定的场合，而不能作为工业中振动机械的振动源。

由于上述的液压激振器只能按照特定的工作条件用于特定的工作机械，而不能满足多种工况的多种不同需求，而且，激振器的抗污染能力差，工作阻力大，不宜用于条件恶劣的工作环境。

发明内容

本发明的任务是提供一种结构极为简单、抗污染性强、适用于多种工况要求，并可使用多种介质的液压激振器。

按照本发明所设计的液压激振器主要由壳体、激波器、液压缸和拖动装置组成。激波器位于液压缸活塞腔侧，它的一端直接与拖动装置中的大皮带轮连接。本发明的核心部件是激波器和壳体。该激波器的结构极为简单，它是一个直径不同的圆柱体，在其中大直径的圆柱体的中部开设有两个(仅两个)对称的弓形体的槽，槽两侧的圆柱体上各开设一个矩形断面的环形槽，在环形槽中装有密封件。在激波器的两个对称槽的中间设计有一个隔板，该隔板的厚度与壳体上所开设的高压液体入口P、回油口O和通液孔5的孔口直径相等。

本发明壳体上的高压液体入口P、回液口O和通液孔5设计在一个横截面上，因此，不需要开设轴向孔等来疏导工作液体。其高压液体入口P、回液口O设计在同一中心线上互为180度，通液孔5与P和O的中心线垂直，互为90度。

本发明的激波器既可与液压缸作成一体，通过壳体上的通液孔相连；又可与液压缸分离，二者之间采用橡胶管连接。当激波器与液压缸分别设置时，可以实现用一个激波器同时控制多个液压缸，输出同步振动。

本发明的拖动装置由电动机、皮带轮和传动皮带组成。拖动元件电动机可以根据不同的工况要求采用异步电动机、同步电动机或伺服电动机。拖动元件的输出扭矩应大于激波器与其壳体之间的摩擦力矩。

本发明的激振器的工作介质以高水基介质为主，可使用乳化液、中性水，也可使用液压油。

本发明设计的液压激振器具有以下优点：

1、激振器输出的激振力在供液调定压力范围内，随负载的增大或减小能自动增大或减小，并能产生很大的激振力，可用于重型振动机械做激振源。

2、激振器的输出振幅和振动频率与参振质量的大小无关，因此，单独调整激振器的输出振幅和振动频率，即可满足多种工作点的振动机械的要求，作到一机多能。

3、激振器可输出一个方向的大振幅振动，振幅和振动频率稳定，宜用于多自由度的振动系统，特别适用于冲击振动机械。

4、激振器输出响应速度快。在带负载起动和停止时，不存在振动频率越过共振区的问题，使机器能平稳起动和停车。

5、激振器采用激波器控制液压缸。活塞的位移(振幅)是通过激波器以全流量供液状态下产生的，因此，节流损失较少，工作效率高。

6、用高水基介质作为工作介质，一是成本低，适合野外或恶劣条件下使用；二是防火性能好；三是泄漏的介质不污染环境。由于乳化泵和高压水泵的输出功率远大于油泵的输出功率，因此，可制造出大功率的液压激振器，用于大功率振动机械。

7、激振器的结构简单，制造成本低，工作可靠，适用于不同构造的振动机械，并易实现机电液一体化和自动控制。

附图说明

图1是液压激振器结构图；图2是图1的侧视图；图3是激波器的结构图。

图1、图2中：1—激波器，2—液压缸，3—活塞，4—活塞杆，5、6—通液孔，7—壳体，8—大皮带轮，9—传动皮带，10—小皮带轮，11—拖动元件，12—机座，A—激波器高压腔，B—激波器低压腔，C—活塞杆腔，D—活塞腔，P—高压液体入口，O—回液口。

图3中：13、14—环形槽，15—大直径圆柱体，16、17—密封件，18—小直径圆柱体，19—隔板。

图4是分离式液压激振器的结构图，图5是图4的侧视图。图中：1---激波器，2---液压缸，3---活塞，4---活塞杆，5、6、20、21---通液孔，7---壳体，11---拖动元件，12---机座，22、24---橡胶管，23---缸体。

具体实施方式

图1、图2所示的液压激振器是由激波器1、液压缸2、壳体7及拖动装置的拖动元件11、大皮带轮8、小皮带轮10、传动皮带9、机座12等组成。激波器1装于壳体7内，位于液压缸2的活塞腔D的上部。壳体7上开设有通液孔5、6，激波器1与液压缸2之间通过通液孔5连通。通液孔6则与高压液体入口P和液压缸2的活塞杆腔C连通。高压液体入口P、回液口O和通液孔5设计在壳体7内，处在同一个横截面上，并且其三孔的孔口直径相等。高压液体入口P和回液口O设计在同一中心线上，互为180度，通液孔5与P和O的中心线垂直布置。

液压缸2是一个单出杆液压缸，缸内装置活塞3和活塞杆4。活塞杆4作为振动元件伸出缸体外。

激波器1的结构如图3所示，它由两段直径不同的圆柱体15、18组成。在大直径圆柱体15的中间对称开两个形状为弓形体的槽E和F，中间存留的部分是一个隔板19，隔板19在槽E、F侧是平面，其余两个表面是圆柱面，隔板19的厚度与壳体中的高压液体入口P、回液口O和通液孔5的孔口直径相等。

激波器1装入壳体7内和液压缸构成激振器的整体结构。如图1中表示的激波器装入壳体7中的装配结构，其特征是隔板19处在与高压液体入口P、通液孔5、回液口O三个孔中的任意一个孔对齐的位置将该孔封闭，则这三个孔(P、5、O)互相不通；隔板19处于其它任意位置，在隔板19的一侧，即A腔或B腔中有两个孔P与5或5与O相通。

在槽E、F的两侧各开有一个矩形断面的环形槽13、14，环形槽13、14内装有密封件16、17。激波器1通过小直径圆柱体18与拖动装置中的大皮带轮8连接。

图4、图5给出了本发明的最佳实施例。激波器1与液压缸2分离，二者之间用橡胶管22、24连接。拖动元件11直接与激波器连接，机座12焊接在壳体7上。采用本实施方案，可用一个激波器通过橡胶管与n(n＝1、2、3----)个液压缸连接，即用一个激波器同时控制多个液压缸，输出同步振动。

下面，结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，固定在机座12上的拖动元件11通过小皮带轮10、传动皮带9和大皮带轮8带动激波器1旋转。高压液压通过入口P进入A腔，同时也通过壳体7上的通液孔6进入活塞杆腔C。高压液体在A腔中形成一个半圆形旋转的高压液压波，而B腔与回液口O连通。当激波器1逆时针或顺时针旋转时，将在激波器1的A腔和B腔中交替形成高压液压波，同时也交替与回液口O连通。当高压液压波只通过高压液体入口P、通液孔6与液压缸的C腔连通时，D腔则通过通液孔5，激波器1的B腔(或A腔)与回液口O连通，此时，活塞3向上运动。当高压液压波通过高压液体入口P、通液孔6和通液孔5把C腔与D腔连通时，液压缸为差动缸，活塞3向下运动。激波器1每旋转360度，就在A腔和B腔中各形成一次高压液压波，活塞3上下运动两次，完成两个周期的振动。振动通过活塞杆4输出。图1表示了激波器1、壳体7和液压缸2组装在一起的结构特征。其特征主要有两点，其一是活塞杆腔C通过通液孔6和高压液体入口P一直通有高压液体，由于高压液体的作用对活塞产生向上的作用力。其二是激波器只对活塞腔D中高、低压变换产生切换作用。因此本发明的液压激振器能产生沿活塞杆轴线的两个方向的激振力，活塞杆输出的振动，是一个完整的正弦波形运动。

如果激波器1的转速为n(转/秒)，那么活塞3的振动频率ω＝2nHz，式中(Hz为赫兹)。拖动元件11为普通的异步电动机时，通过变频器调整其输出转速，即可改变激振器输出的振动频率，在要求振动频率很稳定的场合，拖动元件11可改用同步电动机或伺服电动机。拖动元件11的输出扭矩应大于激波器1与壳体7之间的磨擦力矩。

当激振器输出振动频率不变时，改变高压液体的供液流量，可以改变激振器输出振幅的大小。增大供液流量可获得大振幅。当供液流量一定时，改变激波器的转速，也可以改变激振器输出振幅的大小。激振器在中、低频工作时，可获得大振幅。

激振器产生的激振力F＝S₄P_L，式中S₄是活塞杆4的断面积，P_L是C腔和D腔中高压液的有效工作压力。激振器输出的激振力的大小，在供液调定压力范围内，是随着外负载力的大小变化的。外负载力增大时，F也随之增大。

本发明的液压激振器的工作介质以高水基介质为主，既可以使用乳化液、中性水、也可以使用液压油。由于高水基介质的粘度小，在液压传动中的主要问题是介质的泄漏问题，在本发明中，主要是激波器1的泄漏问题。为此在激波器1的矩形槽13、14内都安装有密封件16、17，可防止介质轴向泄漏。在激波器1与壳体7之间的A腔和B腔交替形成高压时，高压区的介质要向低压区泄漏。但是由于A腔和B腔的高压区和低压区是交替出现的，当激波器1具有一定转速时，高压区向低压区的泄漏在刚刚形成或尚未形成时，由于高低压的变换，泄漏介质的流动方向也被改变，因而形不成泄漏。在保证激波器1与壳体7之间的间隙的条件下，激波器1具有自密封功能，因此，本发明提供的液压激振器具有良好的密封性能，可以使用高水基介质。

本发明结构简单，工作可靠。用本发明可以开发出多种振动机械，使其广泛应用于工业生产中。

Claims

1、一种液压激振器，由激波器、壳体、液压缸和拖动装置所组成，激波器为一直径不同的圆柱体，在其中大直径的圆柱体上开设两个对称的槽，槽两侧的圆柱体上各开设一个矩形断面的环形槽，其特征是：在激波器的两个对称槽的中间设计有一个隔板，隔板的厚度与壳体上所开设的高压液体入口(P)、回油口(O)和通液孔(5)的孔口直径相等。

2、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是壳体上的高压液体入口(P)、回油口(O)和通液孔(5)设计在一个横截面上，且高压液体入口(P)与回油口(O)设计在同一中心线上互为180度，通液孔(5)与高压液体入口(P)和回油口(O)互为90度。