CN202468684U - 一种自平衡偏心轴 - Google Patents

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本实用新型公开了一种自平衡偏心轴,由从里到外依次对称连接在连接档两侧的偏心轴承档、同心轴承档、锁紧档和基准档共同组成,所述同心轴承档、锁紧档和基准档的轴心位于整轴的旋转中心线上;所述偏心轴承档轴心位于整轴的偏心中心线上;连接档的质心点位于偏心轴承档的偏心对侧。将偏心轴中的联结档,由原与偏心轴承档同向偏心设计改为与之反向偏心设计,以达到偏心轴自我偏心力矩平衡,消除偏心振动的弊端。运用了本实用新型技术的颚式破碎机有一个显著的特征是飞轮上免除了平衡重块。本实用新型提供了一种平衡精度高、易检测控制、结构简化、降低设备制造成本及节约运行成本的自平衡偏心轴。

Description

一种自平衡偏心轴
技术领域
[0001] 本实用新型涉及颚式破碎机技术领域,更具体地说是一种自平衡偏心轴及其自平衡实现方法。
背景技术
[0002] 颚式破碎机,俗称颚破,是历史最悠久、使用最广泛的破碎设备之一。偏心轴是颚破设备中最核心的部件,颚破破碎副中的颚板在破碎物料时一紧一松的破碎运动就来自于偏心轴的偏心设计。
[0003] 现有技术偏心轴有两个中心线:①旋转中心线,即同心轴承档、锁紧档和基准档的轴心所在的中心线;②偏心中心线,即偏心轴承档和连接档的轴心所在的中心线。偏心轴的作功机理是:当电机经三角带与基准档上的飞轮相连后带动偏心轴以旋转中心线为轴心作 旋转时,偏心轴承档则带动套于其上的动颚作一紧一松运动进行破碎作功。
[0004] 偏心轴的偏心设计在满足颚破破碎作功的同时,也带来“自转偏心惯性力矩”,产生偏心振动,偏心振动对机械的正常运行危害极大,对破碎机极为不利。为了克服上述缺陷,现有技术颚破通过增设一对飞轮(其中一只设置有三角皮带槽,兼有动力传动功能,又称槽轮),并在飞轮上设置一平衡块来平衡偏心轴的偏心惯性力矩(飞轮上的平衡块所在方位与偏心轴上的偏心相反,且偏心力矩相等)。上述现有技术解决偏心振动的方法存在以下不足:①需增加一对笨重的飞轮及偏心平衡块,使颚破机构复杂化,增加制造成本和运行耗功;②在颚破设备制造中,很难检测其惯性力矩平衡的精确程度(偏心块重量不足或超过以及偏心方位有误差都会产生偏心振动),故一般颚破产品出厂时均不作平衡性检测。因此,现有技术颚破在使用中,偏心振动会使相关零部件产生疲劳损伤,降低其使用寿命,其中连接破碎机与台架的螺栓容易断裂,更换频繁;偏心惯性力矩则增加耗功并因振动而产生噪音。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷,提供一种平衡精度高、易检测、易控制、结构简化、降低设备制造和运行成本的自平衡偏心轴及其自平衡实现方法。
[0006] 为了达到以上目的,本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种自平衡偏心轴,由从里到外依次对称连接在连接档两侧的偏心轴承档、同心轴承档、锁紧档和基准档共同组成,两侧的同心轴承档、锁紧档和基准档的轴心位于整轴的旋转中心线上,两侧的偏心轴承档轴心位于整轴的偏心中心线上;其特征在于,所述的连接档质心点位于偏心轴承档的偏心之对侧,且连接档的偏心力矩与偏心轴承档的偏心力矩相等。
[0007] 现有技术偏心轴有两个中心线,即旋转中心线和偏心中心线,处于偏心轴中间位置并与两边的偏心轴承档相接的连接档,仅起连接作用,或许是出于加工方便还是习惯,其质心点设置于偏心轴承档的偏心侧。连接档和偏心轴承档共同产生偏心惯性力矩,并共同由外部设置的飞轮偏心平衡块来平衡。[0008] 本实用新型的技术实施方案是:将现有技术偏心轴,由原质心点与偏心轴承档处于同一偏心侧的连接档,改设计为与偏心轴承档相对于旋转中心线之对侧。、实现偏心惯性力矩在偏心轴内自我平衡。
[0009] 本实用新型的结构特征是:①内部特征,将连接档的质心点靠偏心轴承档偏心中心线侧往对侧移动,是本实用新型的显著结构特征;②外部特征,本实用新型的另一个显著特征是取消了飞轮上的偏心平衡块。
[0010] 本实用新型的核心技术是:在偏心轴的连接档质心点靠偏心轴承档偏心中心线侧往对侧移动,通过偏心档移位或金加工削除一块质量(成为缺圆圆柱体)或焊接等技术增加一配重块,在不改变几何形状的条件下,使连接档的质心点向偏心中心线反向移动,利用反向偏心惯性力矩平衡原理,实现偏心轴自我平衡,是本方的核心技术。
[0011] 有益效果:(I)简化结构。免去飞轮平衡块,降低设备制造成本,进而节约运行成本;
[0012] (2)省功。如果说偏心轴的偏心设计产生了偏心轴承档的偏心惯性力矩而耗功是必要成本的话,那么由连接档所产生的偏心惯性力矩而耗功则是一种浪费;再在飞轮上增设偏心平衡块来与之平衡,又增加了一个新的耗功因素。本实用新型实现了偏心轴自我平衡,免去了飞轮平衡块,消除了双重耗功因素,提高了破碎机的工作效率。
[0013] (3)提高破碎机的振动平衡精度。现有技术偏心轴采用增设一对飞轮通过外部平衡的方法,在制造和装配过程中很难实现偏心惯性力矩的精确平衡,也很难通过整机设备的检测并实施微调,所以现实中的破碎机因偏心轴偏心设计和制造带来的偏心振动弊病并不能完全消除,有些产品甚至严重存在。
[0014]自平衡偏心轴通过对偏心轴自身的精确设计、精确加工制造,只需对偏心轴本身独自检测即可,无须对破碎机作整机检测,且微调也方便。
[0015] 作为优选,所述的连接档为圆柱体,且其轴心线位于偏心轴承档的偏心中心线相对于旋转中心线之对侧。
[0016] 该方案加工的自平衡偏心轴自平衡性最精确。
[0017] 由于机械加工工艺中,对偏心轴两端偏心距是采用模具定位的,同一模具下每根偏心轴偏心距保持一致,且连接档圆柱体的车削精度可以达1/100毫米甚至1/1000毫米。所以该方案能保证很高的制造精度,达到很高的偏心力矩平衡要求。
[0018] 作为上述方案的替换方案,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一凹槽,所述凹槽的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
[0019] 该方案加工的自平衡偏心轴强度最合理。
[0020] 在上述优选方案的基础上,对连接档圆柱体靠偏心轴承档偏心一侧,统削掉一部分体积(留有一铣削槽),也可使连接档质心距扩大以减少连接档圆柱体直径,减少偏心轴毛坯用材,节约成本。由于铣削槽是向圆柱体中心部掏去部分体积,使圆柱体外圈留有更多体积,所以其强度比刨削平面方案较高(按机械原理,同体积下,圆柱体外圈的强度比中心部强度高)
[0021] 作为上述方案的替换方案,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一削切平面,所述削切平面的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
[0022] 该方案加工的自平衡偏心轴最容易加工。
[0023] 在上述优选方案的基础上,对连接档圆柱体靠偏心轴承档偏心一侧,刨削掉一部分体积(有一刨削平面)可使质心距扩大以减少连接档圆柱体直径,减少偏心轴毛坯用材,节约成本。
[0024] 作为上述方案的替换方案,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一列排孔,所述排孔的深度方向与偏心轴承档的偏心中心线相垂直,且所述排孔位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
[0025] 该方案加工的自平衡偏心轴可以反向调节,精度有偏差时可以实现反向微调。
[0026] 在上述优选方案的基础上,对连接档圆柱体靠偏心轴承档偏心一侧,钻削掉一部 分体积(留有一钻削排孔),也可使连接档质心距扩大以减少连接档圆柱体直径,减少偏心轴毛坯用材,节约成本。用钻削排孔方案的好处是可逆向的整偏心力矩,即在检测平衡度时,如发现平衡过渡可用锡块嵌入孔中,直至达到平衡
[0027] 作为上述方案的替换方案,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心对侧设置有一配重块,所述配重块的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
[0028] 该方案加工的自平衡偏心轴适用于老产品改造。
[0029] 作为上述方案的替换方案之四,所述连接档上设置由匹配平衡的焊接重块。
[0030] 对连接档圆柱体靠偏心轴承档偏心对侧,焊接增加一部分体积(留有一焊接重块),可使连接档质心距扩大以减少连接档圆柱体直径,能减少偏心轴毛坯用材,节约成本。本方案是在适宜在没有机床设备情况下运用,例如用本实用新型技术对老产品(现有技术偏心轴)的现场改造等
附图说明
[0031] 图I为现有技术的一种结构示意图;
[0032] 图2为本实用新型的一种结构示意图;
[0033] 图3为图2中A-A的结构剖视图;
[0034] 图4为本实用新型的第一种变形结构示意图;
[0035] 图5为图4中B-B的结构剖视图;
[0036] 图6为本实用新型的第二种变形结构示意图;
[0037] 图7为图6中C-C的结构剖视图;
[0038] 图8为本实用新型的第三种变形结构示意图;
[0039] 图9为图8俯视图;
[0040] 图10为本实用新型的第四种变形结构示意图;
[0041] 图11为图10中D-D的结构剖视图;
[0042] 图中:1-基准档,2-锁紧档,3-同心轴承档,4-偏心轴承档,5-连接档,6-凹槽,7-削切面,8-排孔,9-配重块。
具体实施方式[0043] 下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0044] 实施例I :如图2和图3所示,I. 一种自平衡偏心轴,由从里到外依次对称连接在连接档5两侧的偏心轴承档4、同心轴承档3、锁紧档2和基准档I共同组成,两侧的同心轴承档3、锁紧档2和基准档I的轴心位于整轴的旋转中心线O1-O1上,两侧的偏心轴承档4轴心位于整轴的偏心中心线O2-O2上;连接档5为圆柱体,且其的轴心线位于偏心轴承档4相对于旋转中心线O1-O1的的偏心对侧。即连接档5的质心点N位于偏心轴承档4的偏心对侦U。连接档5的偏心力矩与偏心轴承档4的偏心力矩相等。
[0045] 实施例2 :如图4和图5所示,连接档5上设置有配平衡的凹槽6。其余同实施例
Io
[0046] 实施例3 :如图6和图7所示,连接档5上设置有配平衡的削切面7。其余同实施 例I。
[0047] 实施例4 :如图8和图9所示,连接档5上设置有配平衡的一列排孔8。其余同实施例I。
[0048] 实施例5 :如图10和图11所示,连接档5上设置有配平衡的一配重块9。其余同实施例I。
[0049] 一种实现上述自平衡偏心轴自平衡实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
[0050] (I)设定偏心轴中同心轴承档、锁紧档和基准档的轴心所在的整轴旋转中心线01_01 ;
[0051] (2)设定偏心轴中偏心轴承档的偏心中心线O2-O2 ;
[0052] (3)设定偏心轴中连接档的质心点N ;
[0053] (4)通过公式F1 = G1M1计算得到偏心轴承档的偏心力矩F1,其中G1为两个偏心轴承档的质量和,M1为偏心中心线O2-O2到旋转中心线O1-O1的距离,G1和M1是两个前置设定值;
[0054] 同理,公式F2 = G2M2也适用于连接档的偏心力矩F2、连接档的质量G2和质心点N到旋转中心线O1-O1的距离M2这三者的关系计算;
[0055] (5)自平衡偏心轴的自平衡条件是偏心轴承档的偏心力矩F1与连接档的偏心力矩F2相等,但方向相反,即M2是以旋转中心线O1-O1为中心相对位于偏心轴承档的偏心中心线
O2-O2的对侧方向移位;
[0056] 利用得到的F2值再通过上述计算公式得到配设连接档的限定条件G2和M2,转(6)或者转⑵;
[0057] (6)当先确定连接档的质量G2时,计算得到连接档的质心点N到旋转中心线O1-Oi的距离M2 ;
[0058] (7)当先确定连接档的质心点N到旋转中心线O1-O1的距离M2时,计算得到连接档的质量G2。
[0059] 实用I :在设计自平衡偏心轴中,可以根据前置确定的偏心轴承档尺寸,并以满足强度为条件,优选设计连接档的尺寸,按F2 = G2M2公式计算得到连接档的质量G2和质心点位移M2值。
[0060] 实用2 :在加工制造自平衡偏心轴中,可以在连接档上通过车削、刨削、铣削、钻削的加工方法来削减(或者通过焊接补增)连接档上的部分体积,以改变连接档的质量G2和质心点N位移M2,使其达到 F1 = F2。

Claims (6)

1. 一种自平衡偏心轴,由从里到外依次对称连接在连接档两侧的偏心轴承档、同心轴承档、锁紧档和基准档共同组成,两侧的同心轴承档、锁紧档和基准档的轴心位于整轴的旋转中心线上,两侧的偏心轴承档轴心位于整轴的偏心中心线上;其特征在于,所述的连接档质心点位于偏心轴承档的偏心之对侧,且连接档的偏心力矩与偏心轴承档的偏心力矩相
2.根据权利要求I所述的自平衡偏心轴,其特征在于,所述的连接档为圆柱体,且其轴心线位于偏心轴承档的偏心中心线相对于旋转中心线之对侧。
3.根据权利要求I所述的自平衡偏心轴,其特征在于,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一凹槽,所述凹槽的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
4.根据权利要求I所述的自平衡偏心轴,其特征在于,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一削切平面,所述削切平面的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
5.根据权利要求I所述的自平衡偏心轴,其特征在于,所述的连接档上相对位于偏心轴承档偏心侧设置有一列排孔,且所述排孔的中心线均位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上;所述连接档的偏心力矩与所述偏心轴承档的偏心力矩相等。
6.根据权利要求I所述的自平衡偏心轴,其特征在于,所述连接档上相对位于偏心轴承档偏心对侧设置有一配重块,所述配重块的中心线位于偏心轴承档的偏心中心线和同心轴承档的旋转中心线二者所在的平面上。
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