CN1138588C

CN1138588C - 振动适配器

Info

Publication number: CN1138588C
Application number: CNB971806217A
Authority: CN
Inventors: I��³ʲ; I·克鲁什; Y·奥博丹; L·希夫林
Original assignee: VIBTEC ENGINEERING Ltd
Current assignee: VIBTEC ENGINEERING Ltd
Priority date: 1996-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2004-02-18
Anticipated expiration: 2017-12-15
Also published as: CN1254301A; IL119836A; DE69732665D1; JP2001512386A; EP1015104A4; HK1028363A1; WO1998026863A1; IL119836A0; EA000958B1; US6250792B1; CA2274627A1; KR100499113B1; DE69732665T2; EP1015104A1; KR20000057563A; EP1015104B1; ATE289861T1; EA199900550A1

Abstract

一种用于对可振动工作单元(99)提供多频振荡的整体式振动适配器装置(100)，包括：一刚性连接于工作单元的工作构件(105)；一用于产生单频正弦振动的离心振动装置(103)；布置成可接收来自振动装置的单频正弦振动的刚性冲击装置(107)；以及用于安装刚性冲击装置的弹性安装装置(109，110)，该装置可相对于工作构件传递运动，并且是可操纵的，当振动装置工作时，刚性冲击装置振动，并将振动力传递给工作构件而导致其进行多频振荡，进而使工作单元发生多频振荡。

Description

振动适配器

发明领域

本发明总的涉及振动机领域，具体涉及用于振动处理设备的多频适配器。

发明背景

多年以来，众所周知振动机可用于各种用途，包括：结块粉末和胶粘材料的筛选、混凝土混合料和粉末的压实、土壤和沥青的夯实、铸模和铸件的落砂、粉末的压碎、碾磨和混合、形状复杂的铸件的去毛刺和精整、以及料斗的激活。这样的机器还可以有多种应用领域，包括：建筑业、建筑材料制造业、原材料处理、矿业、冶金、机械工程、铸造业、陶瓷和粉末加工、食品工业、药物和化学。

可采用各种类型的不平衡振动器单元来驱动所述振动机和装置，所述单元利用了转轴以及固定其上的偏重块。具体地说，通常需要利用支承在“软”弹性安装件上的不平衡振动电动机或带有外驱动电机的振动器来驱动各种振动机。这些过调(over-tuned)机器的固有频率基本上小于对其加以驱动的振动器单元的受迫振动频率，所述振动器单元无需调整或调谐。这些振动器单元是作为一种“预制”的可更换组件在市场上供应的，因而其使用和服务简单，并且相对便宜和方便。

然而，众所周知，过调机器所需的激振力必须非常大，从而导致很大的轴承损耗和能量浪费。对很多应用场合而言，另一个不利之处是，这些机器需要多频波，而不是由一不平衡振动器产生的单频正弦波。这些应用场合包括振动器的压实、结晶处理、筛选、研磨、混合等，它们需要很多以不同频率和幅度的谐振，例如授予Carter的美国专利第4,891,190号和授予Musschoot的美国专利第4,859,070号所述。

还已知有这样一种振动机，其中的不平衡振动器单元具有一附加的重块，它通过弹性约束连接于振动装置，从而可以在不变的单频激振力的作用下提供调谐的振动和加大振动装置的振动幅度。此类不平衡振动器单元可用于“圆筒安装的振动给料机”，如发表在1992年的General Kinematics Corportion会刊No.580-A第7页上的题为“用于低成本铸造的振动处理设备”一文中所述。与类似的非调谐型机器相比，此类振动机无疑可以节省能量。然而，机器的工作模式对载荷敏感，因此，若工作载荷变化，则可能需要进行调谐。这些机器的另一个缺点是，需要为工作单元提供一个单频运动，如上所述，这样做有其先天缺陷。

还已知有另一种类型的振动机，它采用了这样一个工作单元，该工作单元是由弹性安装件、带有一固定连接的不平衡振动器的冲击构件、以及设置在冲击构件和工作单元之间的多个弹性剪切元件和缓冲器来支承的。不平衡振动器的谐振力可激励冲击构件，带有弹性缓冲器的冲击构件的反复碰撞可将该谐振力转变为多频力。该多频力被传递至振动机的工作单元。

在苏联专利1821370中，结合用于混凝土混合料之铸型压实的振动-冲击工作台描述了这样一种类型的振动器单元。此类多频振动机有很多优点，包括：可以获得比过调类机器更佳的波形、更高的工作效率以及更加节省能量。本发明的发明人发现，利用如该苏联专利中所述的多频机器可将驱动所需的能量减少75％。另外，此类机器成本大约是上述过调型振动机的一半。

然而，此类振动机有这样一个特征，即，与冲击构件相关的弹性剪切元件的温度不太稳定，这样可能会导致这些元件或整个机器失效。另一个缺点是，由于冲击构件相对于工作单元呈椭圆形轨迹，对缓冲器表面的冲击轨迹偏斜，所以使缓冲器的表面被快速的不规则磨损。这两个缺陷导致需要熟练人员对机器进行必要的频率调整或调谐。调谐工作是非常耗费劳力的，并且需要专门的设备。

在AEG Actiengesellchaft公司出版的名为“振动器的驱动装置、料斗排料装置和滑道装置”的产品目录的第14-15页上的题为“振动和焊接技术”(“Vibrations und Schweisstechnik”)一文中描述了包含电磁振动器和专用适配器的冲击振动器单元。这样的振动器单元借助直接作用的电磁振动器对料斗壁进行冲击。作为分开的另一单元的适配器包括若干个橡胶元件和一冲击螺栓，它们可以将振动力和单向的冲击脉冲传递给料斗壁，从而激活物料流动。

这种振动驱动单元的缺点包括：其功率小于0.5kW以及没有垂直于冲击方向的分力。这两个缺陷在电磁激励中是固有的。

发明概要

本发明的目的在于，在标准的离心单频激振器的基础上，提供一种用于振动处理设备的多频适配器。

本发明的另一个目的在于，提供一种振动器驱动装置，它可产生沿不同方向、具有预定波形和不同预定幅度的激振力。

具体地说，本发明的目的在于，提供一种多频振动适配器，其特征是：通过加快对物料和物体的振动处理而提高产量；可产生连续或离散的宽频谱振动，从而确保对特定的介质和被处理物品的作用效果最佳。

本发明的另一个目的在于，提供一种能对多频谱转换提供单一频率的多频适配器，其特征是：可以减小轴承内的能量损耗，利用共振现象减小所需的激振力和驱动能量。

还应该了解的是，本发明的适配器无须对振动机的设计作很大变动。

因此，根据本发明的一个较佳实施例，一种用于对可振动工作单元提供多频振荡的整体式振动适配器装置，包括：

一与所述工作单元相关因而与其有力传递关系的工作构件；

用于产生单频正弦振动的离心振动装置；

布置成可接收来自所述振动装置的单频正弦振动的刚性冲击装置；

用于安装所述刚性冲击装置的弹性安装装置，该装置可相对于所述工作构件传递运动，并且它在所述振动装置动作时起作用，从而使刚性冲击装置振动，将振动力传递给所述工作构件；以及

至少一个弹性缓冲装置，它间隔地设置在所述刚性冲击装置和所述工作构件之间，以间歇地打开和封闭所述至少一个弹性缓冲装置和所述刚性冲击装置之间以及所述至少一个弹性缓冲装置和所述工作构件之间的间隔空隙，因此，当所述振动装置动作时，所述刚性冲击装置通过所述弹性缓冲装置撞击所述工作构件，因此，所述刚性冲击装置将一连串机械脉冲传递给工作构件，从而导致多频振荡，进而导致所述工作单元的多频振荡。

此外，根据本发明的一个较佳实施例，刚性冲击装置包括一基本为平面的刚性冲击部分，适配器装置还包括弹性缓冲装置，弹性安装装置包括用于安装刚性冲击装置的装置，从而使刚性冲击装置的平面刚性冲击部分与工作构件彼此间隔，缓冲装置布置在工作构件与平面刚性冲击部分之间，从而将振荡力从冲击装置传递至工作构件。

此外，根据本发明的一较佳实施例，振动装置通过一刚性壳体连接于冲击装置，壳体可以将单频正弦振动传递至冲击装置。

此外，根据本发明的一较佳实施例，工作构件形成了一刚性基底组件的一部分，该组件具有横向延伸的壁部分，弹性安装装置包括至少一对位于刚性壁部与刚性冲击装置之间并将它们连接起来的弹性构件，因而可以将冲击装置以相对于工作构件浮动安装的方式来支承，从而允许冲击装置相对于工作元件向前或向后运动。

此外，根据本发明的一较佳实施例，各弹性构件均具有可允许冲击装置进行预定振动的预定刚度，适配器装置还具有用来防止弹性构件发生过热的装置。

此外，根据本发明的一较佳实施例，当冲击装置沿着一具有向前运动分量的方向移动时，它可通过弹性缓冲装置来冲击工作构件，当冲击装置沿着一具有向后运动分量的方向移动时，它可离开工作构件，

此外，根据本发明的一较佳实施例，刚性基底组件还包括一基底部分，它刚性地连接于刚性壁部，并基本平行于工作构件，弹性缓冲装置包括前缓冲装置，用于防止过热的装置包括后弹性缓冲装置，该后缓冲装置布置在冲击装置与基底部分之间，用于对冲击装置的向后运动分量进行弹性的限制。

此外，根据本发明的一较佳实施例，成对的弹性构件可以部分地抵抗冲击装置的向前和向后的运动分量。

此外，根据本发明的一较佳实施例，弹性构件包括预压缩的弹性部分，这些预压缩部分在基本平行于冲击装置的向前和向后运动分量的各剪切平面上的剪切刚度比其正常的刚度小得多。

附图简要说明

通过下面结合附图所作的详细描述，可以更清楚地了解本发明。

图1是根据本发明第一实施例构造而成的一多频振动适配器的示意图；

图2是根据本发明第二实施例构造而成的一多频振动适配器的前视图；

图3是图2所示单元的侧视图，该单元采用了一外驱动器；

图4是图2所示单元的前视图，该单元采用了一作为内驱动器的振动电动机；

图5是图2所示多频适配器单元被部分切除后的前视图，它采用了若干个弹性剪切元件，其剪切平面垂直于驱动轴的旋转轴线；

图6是根据本发明构造而成的一多频适配器被部分切除后的侧视图，它采用了根据本发明又一实施例的若干个弹性缓冲元件；

图7是本发明之振动器的一基底组件的侧壁与冲击元件的侧面示意图，在基底构件内包含了用于更换和固定各弹性剪切元件的窗口；

图8A-8C是根据本发明的另一些实施例形成的弹性缓冲器的平面示意图；

图9A和9B是弹性缓冲器的剖视图，在这些缓冲器上安装有具有不同厚度的附加缓冲器；

图10是一弹性缓冲器的剖视图，该缓冲器具有一其内设有一附加缓冲器的空腔；

图11是缓冲器的俯视图，该缓冲器带有隔离腔，并且在这些腔室内设有附加缓冲器；

图12A-12G是一些振动适配器单元的侧面示意图，它们具有根据本发明其它实施例的各种非预压装置；

图13A-13C是本发明其它一些实施例的剖视图，它们采用了无声铰链和平面橡胶剪切元件；以及

图14A和14B是根据本发明构造而成的振动器单元的剖视图，其中，一基底元件和冲击元件分别具有圆形和椭圆形的截面形状。

对本发明的详细描述

现请参见图1，在该部分剖切正视图上示出了根据本发明第一实施例构造而成的一个多频振动适配器单元，该单元总的标号100表示。单元100是构造成用于连接到可振动工作单元的一个部分99，该工作单元可以是例如用于结块粉末和胶粘材料的筛选、混凝土混合料和粉末的压实、土壤和沥青的夯实、铸模和铸件的落砂、粉末的压碎、碾磨和混合、形状复杂的铸件的去毛刺和精整、以及料斗的激活等用途的任何振动装置。

振动器单元100具有一总的由标号102表示的多频适配器组件和一总的由标号103表示的不平衡振动器组件。适配器组件102包括一刚性基底组件104和一刚性冲击构件107。在本发明中，基底组件104具有一刚性工作构件105，有一对凸缘部分106从该基底组件104向下延伸，每个凸缘部分106内均形成有一通常为向内的缺口106a。

工作构件105可借助任何适当的紧固装置(未图示)以可进行力传递的方式连接于可振动工作单元的部分99，从而可以向其传递由适配器单元100产生的激振力。

应该注意，在以下结合图2-14B描述的本发明的另一些实施例中，不必再示出一可振动工作单元或其任何一部分，因为它们与本实施例中所述的情况相同或类似。

适配器冲击构件107具有一对端部108，每个端部上形成有一通常为向外的缺口108a。冲击构件107通过一对弹性剪切元件109和110连接于基底组件104，每个剪切元件均位于成对的缺口106a和108a中，它们可以使冲击构件107以大致平行于工作构件105的静止取向悬挂在位于向下延伸的凸缘部106之间的“软的”或“浮动的”安装件中。

不平衡振动器组件103包括一偏心安装在一驱动轴114上的重块112。驱动轴114由轴承116支承而绕其自身轴线118旋转。轴承116可以用任何适当的方式安装在一刚性壳体117内，该壳体刚性地连接于冲击构件107。应该理解，由重块112和转轴114一起产生的任何振动都被直接传递给冲击构件107。可借助螺栓122来连接一附加的偏重块120，从而增大在转动过程中施加于转轴114的偏心力的幅度。

如本技术领域众所周知的那样，驱动轴114由一电动机(未图示)通过一合适的弹性联接件(也未图示)驱动。还设置了：一位于工作构件105和冲击板107之间的上弹性缓冲器124，用以对工作构件105传递“向前”或向上的冲击；位于冲击板107和基底组件104的凸缘部分106之间的下弹性缓冲器126，用以缓冲工作构件105“向后”移动的冲击，下弹性缓冲器126紧固于基底组件104，并具有一与转轴118正交的对称轴线128，轴线128基本垂直于工作构件105。适配器组件103、基底组件104以及缓冲器124和126的几何关系是这样的，即，冲击构件107位于缓冲器124和126之间，并与之间隔开，在静止时，上缓冲器124与冲击构件107之间的预定间隔是“s₁”，而下缓冲器126与冲击构件107之间的预定间隔是“s₂”。

熟悉本技术领域的人员应该理解，本发明的适配器单元可以根据需要采取水平或倾斜的取向。因此，本发明的该实施例是按照基本水平的取向来描述的，术语“上”和“下”应该理解为仅仅是用于本示例说明。

弹性剪切元件109可以如上所述的那样预压和安装。在适配器组件102组装完毕之后，元件109和110沿垂直于轴线118和128方向的预压量是在2-30％的范围内。预压量在此范围内的弹性剪切元件109和110可以提供能防止冲击板107在工作过程中松脱所需的压力。

弹性缓冲器124和126特征是，其正常刚度相对于剪切刚度的比值大于20。这是为了防止当冲击构件107反复地歪斜碰撞时造成缓冲器松脱以及表面过度磨损而必需的。

根据本发明的另一个实施例，弹性缓冲器124和126还可以借助螺栓联接或粘接等手段紧固于冲击构件107，这样也能在工作构件105和弹性缓冲器之间形成间隙s₁和s₂。此外，在没有层压的情况下，可以将一个弹性缓冲器连接于基底构件，而将另一个弹性缓冲器连接于冲击构件。或者，可允许缓冲器在基底构件和冲击构件之间的间隙内“浮动”。

工作时，不平衡振动器组件103内的振动是由于转轴114以及偏心安装于其上的重块112和可选的附加重块120一起转动而产生的。这样的转动可以产生在一已知“受迫”频率下传递至壳体117进而是冲击构件107的已知的离心力。如上所述，冲击构件107借助弹性剪切元件109和110悬挂在软的或浮动的安装件内。因此，当所述的离心力(基本上是单频正弦激振力)被传递至冲击构件107时，它会相对于工作构件105经历一个复杂的角度转换。这将导致冲击构件的轨迹复杂，并进一步导致冲击构件107与上弹性缓冲器124和下弹性缓冲器126反复地弹性碰撞，造成工作构件105的多频周期或不规则激励。

冲击构件107与上、下缓冲器124和126之间的碰撞时间和力的特性取决于激振和系统的参数。主要的影响参数是：

在振动器组件103内产生的离心力的幅度、频率和转动方向；

振动器组件103和冲击构件107的重量和惯性矩；

上和下缓冲器124和126以及弹性剪切元件109和110的正常和剪切状态下的刚度；

间隙s₁和s₂的大小；以及

所有构件的相对几何参数。

弹性剪切元件109和110以及上、下缓冲器124和126内的弹性力可产生一个相应的冲击构件107(进而是工作构件105)的输出激振力，它呈一周期性或非周期性的时间函数，并由于具有反复的冲击脉冲叠加在受迫振动频率的主谐波分量上，故具有多频率宽频带傅立叶频谱。按照上述参数，该多频频谱可以是离散的或连续的。在间隙s₁和s₂非常大或者根本没有、且缓冲器收到预压缩的特定情况下，可以产生强制振动频率的单频周期振动。

因此，应该理解，只要对振动器组件103进行调整，就可以针对不同的应用场合预先选定一个最佳的输出频谱。虽然可以在最初组装时对一完全组装的适配器单元100进行预调谐，但通过调节离心力的大小，即增大或减小转轴114的重量，并调整间隙s₁和s₂，同样可以提供一个最终的调谐。通过对适配器单元进行这样的调谐，就可以根据需要提供振动器组件103的最佳激振效果。

例如，在将多频振动应用于精加工时，需要工作构件105沿垂直方向作多频振动，并沿水平方向作单频振动。垂直振动包含一幅度加大的低频(例如25Hz)主谐波以及一可导致高达50g的加速峰值的高频谐波的组合。主频振动可使工作介质与被处理物品一起实现流化和混合。高的加速度和进而高的接触应力加快了完工过程。另外，在传统的精加工过程中，须用各种频率来处理不同的零部件。

因为可以通过适当的调谐在由适配器单元100产生的离散或连续的频谱内的选择所需的频率，故采用本发明就不再需要已有技术中用于使工作方式最优化的频率转换器。可通过调整间隙s₁和s₂来调节的垂直振动的动态增大现象可降低所需的离心力以及轴承的损耗，从而可以提高可靠性，并降低能量消耗。

此外，由于可使系统的温度稳定，所以设置下缓冲器126可以提高振动器单元的可靠性。

本发明的发明人还发现，下弹性缓冲器126的出现可以对上弹性缓冲器124提供一所需的温度稳定性。其原因为：由于向后行程的能量被下缓冲器126部分地吸收，可以防止因橡胶内周期性的内摩擦而导致各弹性剪切元件内的温度升高的现象，这种现象在环境温度较高时会加重。

相反，若没有下弹性缓冲器126，则将会导致弹性剪切元件109和110过热，进而使它们的刚度减小，造成缓冲器间隙s₁增大。缓冲器间隙s₁增大将使行程变大，进而导致剪切元件的温度进一步升高。应该理解，在没有下缓冲器126的情况下，剪切元件109和110在振动器单元使用过程中的周期性自动升温会导致弹性剪切元件109和110失效，进而使振动适配器单元失效。

在本发明的所有实施例中，弹性缓冲器124和126可以分别刚性地连接于工作构件105和凸缘部分106；它们也可以连接于冲击构件107的适当表面；或者它们可以“浮动”在介于冲击构件107和基底构件105以及工作构件105之间的间隙内。

现请参见图2和3，其中示出了根据本发明第二实施例构造而成的一个总的由标号200表示的多频振动适配器。单元200的总布置和原理大致类似于结合图1描述的单元100。因此，与图1所示单元100对应的、单元200的那些部分用与图1相同的标号表示，并且，除非是为了便于理解该实施例所需要外，在结合图2和图3进行描述时不再赘述。

根据本发明，适配器单元200包括一多频适配器组件，它具有一冲击框架组件207’和一基底组件204，该两组件都形成为长方体，冲击组件207’容纳在基底组件204中。适配器单元200紧固于一振动台291，该振动台由位于一固定框架293上的弹性橡胶构件292支承。驱动轴114的轴线118和外电动机252的轴线250垂直于轴线128，并平行于缓冲器124的表面254。

在本实施例中，基底组件204包括工作构件205、一下基底板258以及将工作构件205刚性连接于下基板258的侧连接部259。通常支承在基底组件204内的冲击框架207’包括冲击构件207以及一通过刚性连杆262连接于冲击构件207的下板件260。

弹性剪切元件109和110设置在冲击构件207与基底框架205的侧壁部分290之间。设置了角撑件261，以便横向地约束壁部290、进而是工作构件205和下基底板258。工作构件205和下基地板258借助位于连接部分259内的双头螺柱280相互联接。较佳的是，所述联接件是可调整的螺纹联接件，因而可调节冲击构件与上缓冲器124之间的间隙s₁以及下缓冲器126与下板件260之间的间隙s₂。

上弹性缓冲器124布置在工作构件205与冲击构件207之间，下弹性缓冲器126平行于上弹性缓冲器124，并布置在下基地板258与下板件260之间。弹性剪切元件109和110的构造类似于单元100(图1)的相应部分，并可以通过基本如图所示的任何适当的结构支承在下基地板258与冲击构件207之间，且与这两者垂直。

在本实施例中，上弹性缓冲器124例如通过工作构件205的下表面来连接，而冲击构件207是支承为可在其与上缓冲器124之间限定间隙s₁。类似地，下弹性缓冲器126附着于下基地板258，在下缓冲器126与下板件260之间限定了间隙s₂。

在工作构件205、下板件258、侧连接件259和角撑件261的组装过程中，是将弹性剪切元件109和110’安装到位，进而基本如上文所述的那样将它们压缩一预定量。

由图2和3可以看到，在各侧连接部上最好还设有分别以标号270和272表示的上、下调整元件。这些调整元件可以是例如螺纹件，它们能设定和调节上、下间隙s₁和s₂。

间隙s₁和s₂是根据振动器单元的所需调谐量，并根据某些特定的限制条件来预先选定的。这些限制条件是：

1.若缺少一个缓冲器，则间隙s₁和s₂之一必须小于冲击构件207相对于工作构件205的振幅；

2.间隙s₁和s₂之和必须小于冲击构件的最大行程，该行程本身取决于弹性剪切元件的强度和允许的预加热情况。

在本实施例中，振动器组件203是由一外驱动源驱动，例如图3中所示的外部电动机252。

然而，请参见图4，其中示出了一适配器组件，它大致类似于以上结合图2描述的适配器组件，但是采用了一安装在冲击框架207内、并刚性紧固于下板件260的内部振动电动机352。

应该理解，将不平衡振动器如结合图2和3描述的那样布置在框架207内以及将振动器电动机352如结合图4描述的那样布置在冲击框架207’内，可以为本发明的多频振动器的适配器单元提供一个非常紧凑的设计，而无需某些相关的元件。另外，由于本发明的适配器单元比已有技术更加紧凑，所以与已有技术相比，在该系统内产生附加力矩的趋势较小，并且单元的重量相对较低。这两个特性可提高本发明单元的机械可靠性。

请重新参见图2-4，弹性剪切元件109和110是平面的橡胶元件，其剪切平面263垂直于缓冲器124的表面254以及冲击构件207的表面256。可采用如图4所示的一些限制构件来防止弹性剪切元件109和110移动。

弹性剪切元件109和110被预压缩，它们在垂直于其剪切平面方向上的压缩刚度比剪切刚度大6-300倍。必须对冲击构件207相对于工作构件205的水平移动进行限制，以便防止在冲击构件207与缓冲器124和126之间发生歪斜的碰撞，这种碰撞可能会导致缓冲器强烈的磨损。

一种可以用来组装如图2所示实施例的适配器的方法是，在适配器基底构件的侧壁上设置一开口。

具体地说，请参见图7，从中可以看出，形成为长方体形状的多频适配器202在其侧壁290上具有一开口425，以便用来插入弹性剪切元件109。首先，在将冲击构件207安装到基底构件205内之前，将剪切元件110如图所示的那样插设到位。接着，当冲击构件207已经被插设到位之后，将剪切元件109嵌入开口425，并且安装成与冲击构件207相互接触。随后，借助任何适当的紧固装置来将一刚性盖板构件291紧固于侧壁290，从而可在盖板元件291和冲击构件207之间对剪切元件109进行预压缩。设置如上所述的开口425有助于调节剪切元件的预压缩程度，进而提高振动单元的质量等级。

现请参见图5和6，其中示出了根据本发明另一个实施例的适配器单元。在这些实施例中，冲击构件是通过圆柱形弹性剪切元件109，109’，110和110’安装到支承结构内，所述支承单元是由通过撑件239安装的垂直支承部238所形成的。剪切元件的剪切平面垂直于转轴114的轴线。剪切元件的轴向预压缩量是2-30％，并且安装成与以上结合图2和3所述的剪切元件109和110相类似的方式。侧部弹性缓冲器224’和224”位于冲击构件207与工作构件105之间，在这两个构件上分别具有正向的或上部的弹性缓冲器124和反向的或向下部的缓冲器126。

这种布置可以使工作单元沿着一具有规定长短轴比率的椭圆形轨迹振动，从而扩大了振动单元的工作能力。具体地说，对精整和筛选而言，已经证明，在采用具有垂直轴线的不平衡振动器的振动机中，椭圆形的轨迹是最佳的，而本实施例显得特别有用，运行可靠并且加工效率高。此外，工作单元在工作过程中的椭圆形轨迹是可以改变的，可以通过使转轴114逆转而改变振动器的输送方向来限定主轴e’_maj或e”_maj。

现请参见图2，8A，8B和8C，缓冲器124和126内可以形成有开口或凹槽。如图8A所示，缓冲器124和126内可以形成有一矩形开口或凹槽125；如图8B所示，它们可以具有一中心开口或凹槽127；如图8C所示，它们也可以具有一大致圆形或椭圆形的开口或凹槽129。

应该理解，通过设置形状和深度各异的凹腔或凹槽，可以为缓冲器124和126提供不同的和变化的刚度，同时，可以减轻冲击构件的旋转振动或“不平稳运转”。更具体地说，“不平稳运转”是一种不希望有的、伴随着平移振动的旋转振动。已经知道，不平稳运转会降低峰值加速度，从而导致振动不稳定并减少振动器装置的输出。当如上所述的那样在上缓冲器127上设置凹槽或凹腔时，冲击构件将以一种期望的方式与之碰撞，从而可以防止不平稳运转，进而提高该振动装置的多频振动输出的稳定性。

现请参见图9A和9B，在根据本发明的又一个实施例构造而成的单元中，可以设置上缓冲器124的附加缓冲器，它们以标号124a(图9A)和124b(图9B)表示，并位于上缓冲器124与工作构件205之间。如图9A所示，附加的缓冲器124a可以比缓冲器124高，从而在附加缓冲器124a的表面124’与工作构件205之间限定了一个间隙s₃，其中s₃＜s₁。由于缓冲器回复力相对于其位移是非线性的，所以这种布置可扩大实际频谱的带宽。

或者，如图9B所示，附加缓冲器124b可以比缓冲器124低，从而在附加缓冲器124b的表面124”与工作构件205之间限定了一个间隙s₃，其中s₃＞s₁。

应该理解，当冲击构件207在一多频偏斜振动条件下被激励时，缓冲器高度的不同将导致冲击构件207与工作构件205的碰撞时间也不同。利用高度不同的缓冲器可以使用户能调整回复系统的力-位移曲线，从而在本发明适配器单元的动态系统中提供较大的内置灵活性。熟悉本技术领域的人员应该理解，这个力-位移曲线是缓冲器所施加的回复力相对于工作构件与冲击构件相对位移量的曲线图，并且是可通过本发明实现的非线性振荡系统的重要特征。

另外，可按照所设置的附加缓冲器的数量、位置、刚度和相对高度来得到所需输出频率的频谱。诸如这些附加缓冲器可以设置在任何缓冲器上，无论是上或下缓冲器，或者是图5和6所示的侧缓冲器都行。

现请参见图10和11，根据本发明的又一个实施例，还可以在上缓冲器124的凹腔或凹槽224内设置一个或多个附加缓冲器124c、124c’和124c”。凹腔224可以是如图8A-8C中所示的任何一个凹腔或凹槽。这些附加缓冲器的形状最好是对应于适当凹腔或凹槽的形状，但在其与缓冲器124之间可有一侧间隙255，或者相对于缓冲器124可有一预定的高度差。如以上结合图9A和9B所述，这些形状上的差别可以在冲击构件207与工作构件205之间产生一个对碰撞特性的已知调节。

请总的参见图12A-14，其特殊之处还在于，采用了各种非预压缩的弹性装置在相对于工作构件405运动时对冲击构件进行弹性支承，这些弹性装置的刚度特性类似于上述的弹性剪切装置109和110。

因此，如图12A所示，可以借助将冲击构件407的一侧402连接于工作构件405的平行片簧400来形成一个弹性支承系统。或者，如图12B所示，可以设置平行片簧将冲击构件407的两侧402和404连接于工作构件405。

或者，可以采用如图12C、12D、12E、12F和12G所示的无声挡臂或扭臂来作为弹性元件412，它们可以单独使用，或与其它弹性装置组合使用。

为了给弹性装置提供对某些场合而言必需的刚度，可以在冲击构件407与工作构件405之间设置任何型式的附加弹性元件440，如图12F和12G所示。可以将它们设置在冲击构件407与工作构件405之间的任何适当的位置上，并且可以具有任何适当的几何形状，或者可以根据各种需要而由任何适当的材料制成，例如金属、橡胶等。

利用上述弹性装置来替代预压缩的橡胶块可以提高可靠性，降低重量和成本，并且由于有较大的垂向/横向刚度比而提高了其性能。

现请参见图13A、13B和13C，根据本发明的又一个实施例，其中的振动器单元至少采用一个弹性铰链419(最好是“无声铰链”或橡胶-金属铰链)将冲击构件407与工作构件405连接起来。还最好设置三个分别由标号424、426和427表示的缓冲器，与前述实施例一样，这些缓冲器可以有或没有间隙。所述的这种布置可以在冲击构件407与工作构件405之间提供周期性的或无序的脉冲作用力。这种脉冲的或无序的力是针对绕铰链419转动的杠杆臂来施加的。

冲击构件407可以具有任何适当的形状。例如图13C所示的简单的直线形状，或者可以是如图13B所示的弯曲或弯折形状，或者可以是在垂直于铰链轴线的方向上具有封闭的横截面，例如图13A所示的三角形。在这些配置中，振动器单元的工作构件405(也就是由所述单元驱动的振动机的工作单元)受到多频激振，包括多频的脉冲力和多频力矩。应该理解，通过改变离心力、缓冲器间隙(如结合图8A-11所述)以及整个系统的总的几何形状，就可以获得一个在上述各力和力矩之间的很宽的相对的相范围。

由任何上述单元提供的此类变化型的、复杂的多频激振对用来进行粉末的混合及研磨的装置以及用来对形状复杂零部件进行清洁、去毛刺和抛光的机器是非常有用的。

还应该理解，图13A-13C所示的每一个实施例都可以在杠杆臂、冲击脉冲方向以及脉冲力矩之间提供一特别的联系。

特别请参见图13B和13C，可以看到，冲击构件407上连接有一个附加的配重444。配重444的位置可以沿着冲击构件407相对于铰链419作调整，从而可以相应地调节激振力和力矩。

主要参见图13A，图中所示振动器单元的三角形结构包括弹性元件421’和421”，无论振动器单元的取向如何，这些元件均允许对冲击构件407进行相对较硬的弹性支承。图13A的实施例还包括一附加铰链419’。附加铰链419’将工作构件405连接于要使之振动的可振动工作单元的一构件291。由于附加铰链419’与弹性铰链419同轴，所以振动器单元可在平面437’或437”内对振动构件291施加激振力。这种布置可以使构件291在如实心箭头所示的向前方向上受到激励，或在如虚线箭头所述的向后方向上受到激励。

现请参见图14A和14B，其中示出了又一个变化型振动器单元500，该单元可以按照上述单元100的原理来工作，但是它具有一大致圆形(图14A)或椭圆形(图14B)的横截面，从而使在较小激励下的振荡随机化，并且可加宽所产生的多频频谱。根据该实施例，工作构件505和冲击构件507的形状是椭圆形或圆形的，工作构件505包括具有弧形金属连杆512和调整垫514。设置调整垫514是为了便于调节缓冲器521、522、523和524与冲击构件507之间的间隙，其中是将各缓冲器的形状形成为与弧形部分510相对应。弹性装置是设置成环件516的形状，并且可以由例如适当的弹性体制成。如图所示，环件516将冲击构件507和工作构件505连接起来，它们具有预定的径向和轴向刚度，从而提供一个适当的调谐系统。应该理解，在图14A和14B所示的实施例中，冲击构件507可借助不平衡重块112来承受受迫振动。

本技术领域的数量人员应该理解，本发明并不只限于以上仅以示例方式进行的图示以及描述。相反，本发明的保护范围应该仅由所附权利要求书来限定。

Claims

1.一种用于对可振动工作单元提供多频振荡的整体式振动适配器装置，包括：

一与所述工作单元相关因而与其有力传递关系的工作构件；

用于产生单频正弦振动的离心振动装置；

2.如权利要求1所述的适配器装置，其特征在于，所述刚性冲击装置包括一基本为平面的刚性冲击部分，所述弹性安装装置包括用于安装所述刚性冲击装置的装置，从而使刚性冲击装置的所述平面刚性冲击部分与所述工作构件彼此间隔，所述缓冲装置布置在所述工作构件与所述平面刚性冲击部分之间，从而将所述振荡力从所述冲击装置传递至所述工作构件。

3.如权利要求2所述的适配器装置，其特征在于，所述振动装置通过一刚性壳体连接于所述冲击装置，所述壳体可以将所述单频正弦振动传递至所述冲击装置。

4.如权利要求3所述的适配器装置，其特征在于，所述工作构件形成了一刚性基底组件的一部分，该组件具有横向延伸的壁部分，所述弹性安装装置包括至少一对位于所述刚性壁部与所述刚性冲击装置之间并将它们连接起来的弹性构件，因而可以将所述冲击装置以相对于所述工作构件浮动安装的方式来支承，从而允许所述冲击装置相对于所述工作元件向前或向后运动。

5.如权利要求4所述的适配器装置，其特征在于，所述各弹性构件均具有可允许所述冲击装置进行预定振动的预定刚度，所述适配器装置还具有用来防止所述弹性构件发生过热的装置。

6.如权利要求5所述的适配器装置，其特征在于，当所述冲击装置沿着一具有向前运动分量的方向移动时，它可通过所述弹性缓冲装置来冲击所述工作构件，当所述冲击装置沿着一具有向后运动分量的方向移动时，它可离开所述工作构件，

其中，所述用来防止过热的装置包括用来限制所述冲击装置向后运动的装置。

7.如权利要求5所述的适配器装置，其特征在于，所述刚性基底组件还包括一基底部分，它刚性地连接于所述刚性壁部，并基本平行于所述工作构件，所述弹性缓冲装置包括前缓冲装置，所述用于防止过热的装置包括后弹性缓冲装置，该后缓冲装置布置在所述冲击装置与所述基底部分之间，用于对所述冲击装置的向后运动分量进行弹性的限制。

8.如权利要求4所述的适配器装置，其特征在于，所述成对的弹性构件可以部分地抵抗所述冲击装置的向前和向后的运动分量。

9.如权利要求8所述的适配器装置，其特征在于，所述成对的弹性装置可以抵抗所述冲击装置在受到剪切时的向前和向后的运动分量。

10.如权利要求9所述的适配器装置，其特征在于，所述弹性构件包括预压缩的弹性部分，这些预压缩部分在基本平行于所述冲击装置的所述向前和向后运动分量的各剪切平面上的剪切刚度比其正常的刚度小得多。

11.如权利要求10所述的适配器装置，其特征在于，所述各弹性构件的沿着所述各剪切平面的刚度相对于所述各弹性构件在垂直于此的方向上的刚度的比值小于1/20。

12.如权利要求1所述的适配器装置，其特征在于，所述弹性缓冲装置包括一由弹性材料制成的大致平面的部分。

13.如权利要求12所述的适配器装置，其特征在于，所述弹性缓冲装置具有大致均匀的厚度。

14.如权利要求1所述的适配器装置，其特征在于，所述弹性缓冲装置包括至少一个由弹性材料制成并具有不同厚度的部分。

15.如权利要求10所述的适配器装置，其特征在于，所述基底组件在所述刚性壁部之一上具有一可允许所述弹性部分中的一个部分插进抽出的开口，并且还包括可紧固于所述壁部以封闭所述开口并且还压缩所述弹性部分的遮盖装置。

16.如权利要求1所述的适配器装置，其特征在于，所述工作构件是构造成大致围绕所述冲击装置，所述弹性安装装置包括用于安装所述刚性冲击装置而使之与所述工作构件间隔的装置。