CN113333262A - 一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，包括机身，所述机身内设置有槽体，所述槽体内设置有可相对其移动的冲击活塞，所述机身的底部设置有后盖；所述冲击活塞内设置有延伸至底部的气路，所述冲击活塞的侧面还设置有与所述气路连通的进气孔和出气孔；所述机身的侧面设置有可与所述进气孔连通的进气连接孔、可与所述出气孔相连通的排气孔，所述进气连接孔上安装有进气接头，所述冲击活塞底部沿其周线设置有槽口，所述槽口内设置有弹簧保护圈。能够有效保障活塞长久有效的运行，使用寿命得到提高，降低了起振需求的压缩空气能源要求，提高了活塞碰撞产生的激发能量，相比传统激振器对能源的消耗显著降低。
Description
技术领域
本发明涉及了一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，属于高频随机感应式振动系统的激振装置技术领域。
背景技术
高频随机振动技术日益受到国内外可靠性工程领域以及环境设备制造厂商的普遍的关注，该技术的应用与推广取决于平台构造与激振器相关技术的支撑。而气动式激振器是高频随机振动系统上的最关键核心部件。高频随机振动系统依据是碰撞动力学原理，通过安装于平台底部不同位置的多个激振器反复冲击台面进而激发产生一种超高斯幅值分布的宽带随机振动。系统通常是在快速热变的极端环境下运行，而要保持系统的稳定运行，对激振器的性能是极大的考验。传统的激振器，其相对简单的结构限制了高频振动系统极端条件下长久的运行。
激振器主要由机身、活塞、受力垫块组成。机身是带有斜截面的圆柱体，呈倾斜角度安装在平台底部。当机身进气口通入一定的压力的压缩气体，由于内腔的轨道构造与活塞自身的特殊结构，使得活塞底部受力开始运动，获得加速度，最终与受力垫块碰撞，之后活塞利用碰撞产生的反弹、前端受到气压的压力、以及重力三方面因素实现返程运动，此全程实现进出气的接入。活塞在内腔轨道如此循环下去，反复与非金属垫块发生碰撞，从而为高频随机振动台板提供原始激励能量。
现有技术的激振器存在一定的不足与缺陷，运行过程中需要加注润滑油，复杂环境中，压缩空气携带的杂质容易导致活塞卡死，同时低温过程中，易出现运行不畅的状况，并且由于系统摩擦力较大，需要消耗较多的压缩气体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全可靠、活塞不易卡死的，低能耗的激振器用于高频感应式振动系统的气动激振器。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，包括机身，所述机身内设置有槽体，所述槽体内设置有可相对其移动的冲击活塞，所述机身的底部设置有后盖；所述冲击活塞内设置有延伸至底部的气路，所述冲击活塞的侧面还设置有与所述气路连通的进气孔和出气孔；所述机身的侧面设置有可与所述进气孔连通的进气连接孔、可与所述出气孔相连通的排气孔，所述进气连接孔上安装有进气接头，所述冲击活塞底部沿其周线设置有槽口，所述槽口内设置有弹簧保护圈。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述冲击活塞的底部设置有与所述气路连通的内空部。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述冲击活塞前端与所述机身之间设置有抗冲击模块。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述抗冲击模块的前端与所述机身之间还设置有顶部封存空间，所述抗冲击模块的中心设置有与所述顶部封存空间、槽体相连通的中心孔。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述进气连接孔处的机身的内壁设置有环形腔体。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述进气连接孔处的机身的外表面设置有环形凸起部。
前述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述后盖通过多个螺栓与所述机身固定连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明的高性能抗冲击模块的运用，可以长时间抵抗物理外力下的反复冲击，另环境热变应力引起的材料变形或粉末不会影响到活塞与衬套的配合间隙变化，从而保障了活塞长久有效的运行，使用寿命得到提高；
2、本发明中弹簧保护圈的应用，有效的降低了活塞运行中的摩擦力，完全颠覆了传统加注润滑油式的工作方式，同时降低了起振需求的压缩空气能源要求，提高了活塞碰撞产生的激发能量，相比传统激振器对能源的消耗显著降低；
3、本发明中的机身多个气孔设计，保障了活塞运行轨道的清洁与干燥，有效将气体杂质分散到机身外，杜绝了因积累的杂质而产生活塞故障的可能。
附图说明
图1是本发明一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器的拆分示意图；
图2是本发明一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器的俯视图；
图3是图2中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1-图3所示，一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，包括机身1，所述机身1内设置有槽体，所述槽体内设置有可相对其移动的冲击活塞3，所述机身1的底部设置有后盖5；所述冲击活塞3内设置有延伸至底部的气路31，所述冲击活塞的侧面还设置有与所述气路31连通的进气孔32和出气孔33；所述机身1的侧面设置有可与所述进气孔32连通的进气连接孔11、可与所述出气孔33相连通的排气孔12，所述进气连接孔11上安装有进气接头7，所述冲击活塞3底部沿其周线设置有槽口，所述槽口内设置有弹簧保护圈4。所述后盖5通过多个螺栓6与所述机身固定连接。
通过进气接头7连接气源后，利用进气孔32对冲击活塞3内进行充气，当充气达到一定程度后，利用气压对应冲击活塞3向前移动，并与机身发生碰撞，通过排气孔12排出气体，并利用碰撞发生的反作用力使冲击活塞3复位，本发明中弹簧保护圈4的应用较为关键，要保证弹簧4保护圈外环与机身1内腔极小公差的配合，另一方面，弹簧保护圈4的环形内圈与安装槽口能够极大有效延缓气流的沿窜，增大活塞3起振与返程的受力面积，有效提高单程激振能量，独特的设计有利活塞3与机身1的配合公差适当放大，有效的降低了活塞3运行中的产生的摩擦力。综合而言完善的设计完全颠覆了传统加注润滑油式的工作方式，同时降低了起振需求的压缩空气能源要求，有效提高了活塞碰撞产生的激发能量，相比传统激振器对能源的消耗显著降低，意味着本发明的激振器无论是在延续系统使用寿命还是在高频随机振动负载输出方面，以及缩减能耗等方面都将有深远意义。
并且在机身上设置多个排气孔12，保障了活塞运行轨道的清洁与干燥，有效将气体杂质分散到机身外，杜绝了因积累的杂质而产生活塞故障的可能。
所述冲击活塞3的底部设置有与所述气路31连通的内空部34，底部内空设计，提供活塞预启动的有利条件。
所述冲击活塞3前端与所述机身1之间设置有抗冲击模块2，所述抗冲击模块2的前端与所述机身1之间还设置有顶部封存空间13，所述抗冲击模块2的中心设置有与所述顶部封存空间13、槽体相连通的中心孔。
抗冲击模块由新型复合陶瓷材料加工而成，除了极高的抗冲击性能之外，对该材料的弹性模量与泊松比也有很高的要求，抗冲击模块中心孔与顶部封存空间12相通，合理的空间通道设计，保证了撞击产生足够的能量，并在进行返程时，帮助活塞获得最佳的运动状态。
所述冲击活塞3为高精度、高耐磨、高强度单体活塞，内腔分布不同深度和路径的气路导孔，使得冲击活塞3运行在不同位置时，能够与机身形成有效的进出气循环，保障冲击活塞3在机身内腔进行高频往复运动。
所述进气连接孔11处的机身1的内壁设置有环形腔体14，便于对多个进气孔32进行均匀平稳的充气，保障冲击活塞3的平稳运行。
所述进气连接孔11处的机身1的外表面设置有环形凸起部，增强进气口连接处的厚度，同时有利于激振器在台板下的安装与操作。机身内表面与冲击活塞相配合，并留有一定的间隙余量，基于激振器的整体优化设计，间隙余量可适当放大。
综上所述，本发明提供的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，能够有效保障活塞长久有效的运行，使用寿命得到提高，降低了起振需求的压缩空气能源要求，提高了活塞碰撞产生的激发能量，相比传统激振器对能源的消耗显著降低。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (7)
1.一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：包括机身（1），所述机身（1）内设置有槽体，所述槽体内设置有可相对其移动的冲击活塞（3），所述机身（1）的底部设置有后盖（5）；
所述冲击活塞（3）内设置有延伸至底部的气路（31），所述冲击活塞的侧面还设置有与所述气路（31）连通的进气孔（32）和出气孔（33）；
所述机身（1）的侧面设置有可与所述进气孔（32）连通的进气连接孔（11）、可与所述出气孔（33）相连通的排气孔（12），所述进气连接孔（11）上安装有进气接头（7），所述冲击活塞（3）底部沿其周线设置有槽口，所述槽口内设置有弹簧保护圈（4）。
2.根据权利要求1所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述冲击活塞（3）的底部设置有与所述气路（31）连通的内空部（34）。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述冲击活塞（3）前端与所述机身（1）之间设置有抗冲击模块（2）。
4.根据权利要求3所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述抗冲击模块（2）的前端与所述机身（1）之间还设置有顶部封存空间（13），所述抗冲击模块（2）的中心设置有与所述顶部封存空间（13）、槽体相连通的中心孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述进气连接孔（11）处的机身（1）的内壁设置有环形腔体（14）。
6.根据权利要求5所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述进气连接孔（11）处的机身（1）的外表面设置有环形凸起部。
7.根据权利要求1所述的一种用于高频随机感应式振动系统的气动激振器，其特征在于：所述后盖（5）通过多个螺栓（6）与所述机身固定连接。
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