CN1260449A

CN1260449A - 液压激振器

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Publication number: CN1260449A
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: 2000-07-19
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: CN1117637C

Abstract

一种用于振动机械的液压激振器,由激波器、液压缸和拖动装置组成。其激波器位于液压缸的活塞腔侧,并直接与拖动装置连接。本发明的液压激振器采用单出杆液压缸,激波器与液压缸可以做成一体,也可以分离。当激波器与液压缸分离时,可以实现用一个激振器同时控制多个液压缸,输出同步振动。本发明使用高水基介质,抗污染性强。激振器的结构简单,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自动控制。

Description

液压激振器

本发明适用于需要激振的振动机械。

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。

上述的液压激振器一般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，现有激振器的抗污染能力差，不宜用于条件恶劣的工作环境。

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

按照发明所设计的液压激振器主要由激波器、液压缸和拖动装置组成。激波器是一个直径不同的圆柱体，在一段等直径的圆柱体的中部开设有两个对称的槽，槽两侧的圆柱体上各开一个矩形断面的环形槽，在环形槽中装有密封件。激波器的一端直接与拖动装置中的大皮带轮连接。

本发明采用单出杆液压缸，激波器位于液压缸活塞腔侧。激波器既可与液压缸做成一体，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，随负载力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作激振源。

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，做到一机多能。

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，节流损失极少，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功率远大于油泵的功率，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。下面，具体说明本发明的实施方案。

实施方案1，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，0——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。

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。

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，它是由两段直径不同的圆柱体15、18组成。在圆柱体15的中部开设两个对称的槽E和F，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通过圆柱体18与拖动装置中的大皮带轮8连接。

实施方案2，图4、图5给出了本发明的最佳实施例。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，19、22——橡胶管，23——缸体。

在实施方案2中，激波器1与液压缸2分离，二者之间用橡胶管19、22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，以实施方案1为例，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。高压液体通过进液口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腔中形成了一个半圆形旋转的高压液压波，而B腔与回液口0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0连通。当高压液压波只通过进液口P、通液孔6与液压缸的C腔连通时，D腔则通过通液孔5，激振器1的B腔(或A腔)与回液口0连通，此时，活塞3向上运动。当高压液压波通过进液口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。

如果激波器1的转速为n(转/秒)，那么活塞3的振动频率ω＝2nH₂.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之间的摩擦力矩。

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与其壳体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，使其广泛应用与工业生产中。

Claims

1、一种液压激振器，其特征在于，该液压激振器是由激波器、液压缸和拖动装置所组成，激波器位于液压缸的活塞腔侧，并直接与拖动装置连接。

2、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是激波器为一直径不同的圆柱体，在一段等直径的圆柱体的中部开设两个对称的槽，槽两侧的圆柱体上各开设一个矩形断面的环形槽。

3、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是在激波器的壳体上开设有通液孔。

4、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是液压缸为一单出杆液压缸。

5、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是，激波器与液压缸分离，二者之间通过橡胶管连接。

6、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是，激波器与液压缸通过壳体连为一体，并经通液孔连通。

7、根据权利要求1所述的液压激振器，其特征是，拖动装置中的拖动元件通过机座与激波器固接。