CN202343428U - 自适应可调幅惯性激振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种自适应可调幅惯性激振装置，其可安装在一振动机械的传动轴上且包含：一振幅调整机构，具有一调整机构框架、一定位螺杆一定位螺帽以及一定位弹性组件；以及一自适应调整机构，结合该振幅调整机构，且具有一不平衡块、两个导向螺栓、至少两个调整螺帽以及两个弹性组件。自适应可调幅惯性激振装置可使其不平衡块的质心与传动轴轴中心的偏心距配合实际需求从外部任意调整偏心距，因而调整方便，维修装拆容易。

Description

自适应可调幅惯性激振装置

技术领域

本实用新型是关于一种振动装置，尤指一种自适应可调幅惯性激振装置，其可附加在某些机械和设备上用以产生激励力，是利用机械振动的重要部件。自适应可调幅惯性激振装置能使被激对象获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。自适应可调幅惯性激振装置还可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或对象的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。

背景技术

振动机械一般由激振器、工作机体、阻尼器和弹性组件所组成，激振器是振动机械成败的关键所在，激振器可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激励力。若就单轴惯性振动机械只在x-y平面上简单运动的系统而言，作用于振动质体上的力包括机体惯性力、阻尼力、弹性力和激振力，再振动的每一个瞬间，总合力为零(力平衡原则)，因此x-y平面上质心点在x、y轴方向运动平衡方程式，可写成

$m\stackrel{\·\·}{X}+C_X\stackrel{\·}{X}+K_{X}X=F_X=m_0\stackrel{\·\·}{X}+F_X\left(t\right);$

$m\stackrel{\·\·}{Y}+C_Y\stackrel{\·}{Y}+K_{Y}Y=F_Y=m_0\stackrel{\·\·}{Y}+F_Y\left(t\right)$

式中m为机体质量体、m₀为不平衡块质量、F_Y(t)＝m₀rω²为通过机台的质量中心Y轴方向的激振力、F_X(t)＝m₀rω²为通过机台的质量中心X轴方向的激振力、C_Y为通过机台的质量中心Y轴方向的阻尼力、C_X为通过机台的质量中心X轴方向的阻尼力、K_Y为通过机台的质量中心Y轴方向的弹性力、K_X为通过机台的质量中心X轴方向的弹性力，若阻尼力、弹性力忽略不计，则机体惯性力mω²A和不平衡块惯性力m₀rω²互相平衡，则机体的振幅

然而，传统振动机械都具有结构简单、成本小和能耗少的特点，当然也存在近共振频率时振幅不稳定、稳态振幅调整复杂的缺点。

实用新型内容

本实用新型人有鉴于传统振动机械在共振频率时振幅不稳定等缺点，改良其不足与缺失，进而实用新型出一种自适应可调幅贯性振动装置。

本实用新型自适应可调幅惯性激振装置，其主要改变观点是改变传统惯性振动装置，使其成为能调整固定偏心距的不平衡块，更利用弹性组件的复合作用使不平衡块产生动态偏心距。

为达上述目的，是令前述自适应可调幅惯性激振装置包含有：

一振幅调整机构，是具有一调整机构框架、一定位螺杆一定位螺帽以及一定位弹性组件，该调整机构框架上形成一定位槽，在调整机构框架上贯穿形成有一与定位槽连通的螺孔，该定位螺杆贯穿设置于调整机构框架的螺孔内并且可伸入定位槽，该定位螺帽螺锁在定位螺杆上并且可紧迫抵靠调整机构框架，该定位弹性组件设置在定位槽内而相对定位螺杆；以及

一自适应调整机构，是结合该振幅调整机构，且具有一不平衡块、两个导向螺栓、至少两个调整螺帽以及两个弹性组件，该不平衡块是设置在调整机构框架上而相邻定位槽，与定位弹性组件相互紧密抵靠，在不平衡块两侧处分别形成有一调整螺孔，两导向螺栓分别穿过调整机构框架，并且分别螺锁在两调整螺孔内，两调整螺帽是分别螺锁在导向螺栓上，各弹性组件两端分别抵靠相对应调整机构框架以及调整螺帽。

前述转动定位螺杆以及导向螺栓可改变不平衡块相对调整机构框架的距离。

前述调整机构框架两侧上分别向外突伸出一固定板，各固定板贯穿形成有一通孔；两导向螺栓分别穿过调整机构框架上的通孔。

前述调整机构框架的定位槽为非圆形。

前述自适应调整机构进一步具有两个调整垫片，两调整垫片分别穿套在导向螺栓上且相邻调整螺帽；各弹性组件两端则分别抵靠相对应的固定板与调整垫片。

本实用新型另一目的是提供一种自适应可调幅惯性激振装置，其包含：

一传动杆；

一振幅调整机构，是具有一调整机构框架、一定位螺杆一定位螺帽以及一定位弹性组件，该调整机构框架上形成一定位槽以穿套在该传动轴上，在调整机构框架上贯穿形成有一与定位槽连通的螺孔，该定位螺杆贯穿设置于调整机构框架的螺孔内并且可伸入定位槽而紧迫抵靠该传动轴，该定位螺帽螺锁在定位螺杆上并且可紧迫抵靠调整机构框架，该定位弹性组件设置在定位槽内而相对定位螺杆，并且抵靠传动轴，使得传动轴被迫紧于定位螺杆与定位弹性组件之间；以及

一自适应调整机构，是结合该振幅调整机构，与该振幅调整机构共同环绕固定在该传动轴上，且具有一不平衡块、两个导向螺栓、至少两个调整螺帽以及两个弹性组件，该不平衡块是设置在调整机构框架上而相邻定位槽，与定位弹性组件相互紧密抵靠，在不平衡块两侧处分别形成有一调整螺孔，两导向螺栓分别穿过调整机构框架，并且分别螺锁在两调整螺孔内，两调整螺帽是分别螺锁在导向螺栓上，各弹性组件两端分别抵靠相对应调整机构框架31以及调整螺帽。前述转动定位螺杆以及导向螺栓可改变传动轴的轴心与不平衡块质心的距离。

藉由上述技术手段，本实用新型自适应可调幅惯性激振装置主要优点如下：

1.可改变偏心距的振幅调整机构使其分别为固定偏心距、动态偏心距，固定偏心距为基本振幅存在的必要条件，动态偏心距可改变共振频率时的振幅。自适应可调幅惯性激振装置使振动机械具有较平稳的启动和停车过程。

2.该传动轴可为一般轴心而非偏心轴，因此整体重量减轻、加工简单提升工作时的稳定性及效率。

3.透过转动定位螺杆与导向螺栓可以轻松根据实际筛分物料量的大小调整适当振幅。

4.不同尺寸型号的振动筛只要增加、减自适应可调幅惯性激振装置数量，生产成本降低。

5.降低机器损坏的机会，减少因机器损坏可能引发职业灾害的可能率。

6.自适应可调幅惯性激振装置调整方便，维修装拆容易。

附图说明

图1是本实用新型自适应可调幅惯性激振装置的正面视图。

图2是本实用新型正面操作示意图。

图3是本实用新型侧面视图。

图4是本实用新型正面分解图。

图5是本实用新型安装在一双轴式非共振惯性振动筛的示意图。

图6是图5的双轴式非共振惯性振动筛振幅在运作时的振幅-电机转速曲线图。

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参照图1到图5，本实用新型自适应可调幅惯性激振装置可安装在一振动机械90(例如一双轴式非共振惯性振动筛(Screen Machine))上。该振动机械90可具有多个弹性支架96，在弹性支架上设置有一机架，在机架上设置有多个筛盘95以及多个相连接且同步转动的传动轴10，其中一传动轴10一端上固定有一皮带轮92，并且在皮带轮10绕设一传动皮带93，该传动皮带93连接到一电机94以便驱动传动轴10进行转动。此外，该传动轴10截面可为非圆形，例如方形。

可将多个自适应可调幅惯性激振装置设置在两传动轴10上，各自适应可调幅惯性激振装置包含一振幅调整机构30以及一自适应调整机构20。此外，前述传动轴10可视为自适应可调幅惯性激振装置的组件之一。

该振幅调整机构30固定在其中一传动轴10上，且具有一调整机构框架31、一定位螺杆32、一定位螺帽33以及一定位弹性组件36。

该调整机构框架31大致呈一U形，在调整机构框架31上形成一定位槽310，该定位槽310可为非圆形，例如方形，以匹配具有非圆形截面的传动杆10，且可穿套在传动轴31上。在调整机构框架31上贯穿形成有一与定位槽310连通的螺孔315。在调整机构框架31两侧上分别向外突伸出一固定板311，各固定板311贯穿形成有一通孔312。

该定位螺杆32贯穿设置于调整机构框架31的螺孔315内并且可伸入定位槽310而紧迫抵靠该传动轴10。

该定位螺帽33螺锁在定位螺杆32上并且可紧迫抵靠调整机构框架31以使定位螺杆32固定而无法转动，松开定位螺帽33可让定位螺杆32恢复转动。

该定位弹性组件36可为一弹簧，设置在定位槽310内而相对定位螺杆32，并且抵靠传动轴10，使得传动轴10被迫紧于定位螺杆32与定位弹性组件36之间。

该自适应调整机构20是结合该振幅调整机构30，与该振幅调整机构30共同环绕固定在该传动轴10上，且具有一不平衡块21、两个导向螺栓22、至少两个调整螺帽23、两个调整垫片24以及两个弹性组件25。

该不平衡块21是设置在调整机构框架31上而相邻定位槽310，与定位弹性组件36相互紧密抵靠，在不平衡块21两侧处分别形成有一调整螺孔210。

两导向螺栓22是分别穿过调整机构框架31上的通孔312，并且分别螺锁在两调整螺孔210内，使得不平衡块21固定在调整机构框架31上。转动定位螺杆32以及导向螺栓22可改变不平衡块21相对调整机构框架31的距离，因此可改变固定偏心距(传动轴10轴心与不平衡块21质心的距离)。(偏心距＝固定偏心距+动态偏心距，固定偏心距经设定后不再改变，动态偏心距随转数条件增加或减少。)

两调整螺帽23是分别螺锁在导向螺栓22上。

两调整垫片24是分别穿套在导向螺栓22上且相邻调整螺帽23。

两弹性组件25是别穿套在导向螺栓22上，各弹性组件25两端分别抵靠相对应调整机构框架31的固定板311以及调整螺帽23。当设置有调整垫片24时，各弹性组件25两端则分别抵靠相对应的固定板311与调整垫片24。

在本实用新型的使用上，不平衡块21透过导向螺栓22、调整螺帽23、调整垫片24、弹性组件25以及调整机构框架31将自适应调整机构20固定于方型传动轴10上，利用定位弹性组件36、定位螺杆32调整固定偏心距的大小，再用定位螺帽33锁固确保工作中偏心距的稳定性，调整弹性组件25的松紧使其作用力大于不平衡块21在振动机械90固有频率时的惯性力，使振动机械90在到达工作频率前的振幅仅是固定偏心距的作用产生，并不是最大振幅。在振动机械90的操作频率通过固有频率后才经由动态偏心距(下列所述的ΔR)的增加逐渐达到设定转数时的最大值。

如图2所示，本实用新型的调整方式及工作原理说明如下：

偏心距依照R₀-δ₀+δ_A+R₁+R₂＝(R+ΔR)、Kδ₀＝m₀Rω0²、ΔR＝Kδ_A＝m₀(R+ΔR)ω²等方程式的关是变化，其中：

δ₀：弹性组件在固有频率时的变形量(mm)，

δ_A：弹性组件在操作频率时的变形量(mm)，

K：弹性是数(Kg/mm)，

R₀：设定偏心距调整量(mm)，

R：设定偏心距(mm)，

R₁：传动轴半径(mm)，

R₂：不平衡块质心距离(mm)，

ΔR：动态偏心距(mm)，

ω：操作频率，

m₀：不平衡块质量(Kg)，

ω_o：固有频率， ${\mathrm{\ω}}_o=\sqrt{\frac{K_S}{m_S}},$

K_S：振动系统的弹性是数(Kg/mm)、m_S：振动系统总质量。

在自适应可调幅惯性激振装置启动(停车)过程中，可将不平衡块21的偏心距，透过弹性组件25的控制当实际转数在超过(低于)设定转数后(共振频率)发展到最大值(发展到最小值)。

图5为惯性振动器自适应振幅调整机构运用于双轴式非共振惯性振动筛的示意图，图中将传统振动筛的偏心轴改为方形轴，两端的不平块取消，使用本实用新型振幅调整机构和自适应调整机构实例示意图。

图6为双轴式非共振惯性振动筛在不同固有频率下的振幅变化图功能仿真示意图，图中实线为传统振动筛的运作状况、点线为振动筛安装本实用新型之后的运作情况、虚线(不连续线段构成的曲线)则为振动筛安装本实用新型的最佳实施情况。由于点线与虚线可看出，使用本实用新型后，可有效减少振动筛电机在启动阶段具有低转数时振幅过大的问题，有效扩展可工作的转数范围，例如加装本实用新型后，振动筛在低频范围(例如100-200RPM，实际的低频范围根据机器类型的不同而有所不同)亦成为可工作范围。

双轴式非共振惯性振动筛使用本实用新型自适应可调幅惯性激振装置时，其主要优点如下：

1.可改变偏心距的振幅调整机构30使其分别为固定偏心距、动态偏心距，固定偏心距为基本振幅存在的必要条件，动态偏心距可改变共振频率时的振幅。自适应可调幅惯性激振装置使振动机械具有较平稳的启动和停车过程。

2.该传动轴10可为一般轴心而非偏心轴，因此整体重量减轻、加工简单提升工作时的稳定性及效率。

3.透过转动定位螺杆32与导向螺栓22可以轻松根据实际筛分物料量的大小调整适当振幅。

4.不同尺寸型号的振动筛只要增加、减自适应可调幅惯性激振装置数量，生产成本降低。

5.降低机器损坏的机会，减少因机器损坏可能引发职业灾害的可能率。

6.自适应可调幅惯性激振装置调整方便，维修装拆容易。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述的自适应可调幅惯性激振装置包含：

一振幅调整机构，是具有一调整机构框架、一定位螺杆一定位螺帽以及一定位弹性组件，所述调整机构框架上形成一定位槽，在调整机构框架上贯穿形成有一与定位槽连通的螺孔，所述定位螺杆贯穿设置于调整机构框架的螺孔内并且可伸入定位槽，所述定位螺帽螺锁在定位螺杆上并且可紧迫抵靠调整机构框架，所述定位弹性组件设置在定位槽内而相对定位螺杆；以及

一自适应调整机构，是结合所述振幅调整机构，且具有一不平衡块、两个导向螺栓、至少两个调整螺帽以及两个弹性组件，所述不平衡块是设置在调整机构框架上而相邻定位槽，与定位弹性组件相互紧密抵靠，在不平衡块两侧处分别形成有一调整螺孔，两导向螺栓分别穿过调整机构框架，并且分别螺锁在两调整螺孔内，两调整螺帽是分别螺锁在导向螺栓上，各弹性组件两端分别抵靠相对应调整机构框架以及调整螺帽。

2.根据权利要求1所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，转动定位螺杆以及导向螺栓可改变不平衡块相对调整机构框架的距离。

3.根据权利要求2所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，调整机构框架两侧上分别向外突伸出一固定板，各固定板贯穿形成有一通孔；两导向螺栓分别穿过调整机构框架上的通孔。

4.根据权利要求3所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述调整机构框架的定位槽为非圆形。

5.根据权利要求4所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述自适应调整机构进一步具有两个调整垫片，两调整垫片分别穿套在导向螺栓上且相邻调整螺帽；各弹性组件两端则分别抵靠相对应的固定板与调整垫片。

6.一种自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述的自适应可调幅惯性激振装置包含：

一传动杆；

一振幅调整机构，是具有一调整机构框架、一定位螺杆一定位螺帽以及一定位弹性组件，所述调整机构框架上形成一定位槽以穿套在所述传动轴上，在调整机构框架上贯穿形成有一与定位槽连通的螺孔，所述定位螺杆贯穿设置于调整机构框架的螺孔内并且可伸入定位槽而紧迫抵靠所述传动轴，所述定位螺帽螺锁在定位螺杆上并且可紧迫抵靠调整机构框架，所述定位弹性组件设置在定位槽内而相对定位螺杆，并且抵靠传动轴，使得传动轴被迫紧于定位螺杆与定位弹性组件之间；以及

一自适应调整机构，是结合所述振幅调整机构，与所述振幅调整机构共同环绕固定在所述传动轴上，且具有一不平衡块、两个导向螺栓、至少两个调整螺帽以及两个弹性组件，所述不平衡块是设置在调整机构框架上而相邻定位槽，与定位弹性组件相互紧密抵靠，在不平衡块两侧处分别形成有一调整螺孔，两导向螺栓分别穿过调整机构框架，并且分别螺锁在两调整螺孔内，两调整螺帽是分别螺锁在导向螺栓上，各弹性组件两端分别抵靠相对应调整机构框架以及调整螺帽。

7.根据权利要求6所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，转动定位螺杆以及导向螺栓可改变传动轴的轴心与不平衡块质心的距离。

8.根据权利要求7所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，调整机构框架两侧上分别向外突伸出一固定板，各固定板贯穿形成有一通孔；两导向螺栓分别穿过调整机构框架上的通孔。

9.根据权利要求8所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述调整机构框架的定位槽为非圆形。

10.根据权利要求9所述的自适应可调幅惯性激振装置，其特征在于，所述自适应调整机构进一步具有两个调整垫片，两调整垫片分别穿套在导向螺栓上且相邻调整螺帽；各弹性组件两端则分别抵靠相对应的固定板与调整垫片。

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