CN220092021U - 一种五轴的振动结构及箱式激振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种五轴的振动结构，涉及振动结构技术领域，该振动结构包括五个偏心轴，偏心轴包括传动轴和偏心块，偏心块与传动轴的一端连接；传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；偏心块在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；其中，振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个偏心轴的偏心矩相同。通过偏心块在水平方向的分力可以精确的抵消，避免了振动结构工作过程中在水平方向的晃动，使得振动结构的工作更加稳定，同时，竖直方向布置的偏心块使得激振力更加集中，尽可能的减小动力损失。

Description

一种五轴的振动结构及箱式激振器

技术领域

本实用新型涉及振动结构技术领域，尤其涉及一种五轴的振动结构及箱式激振器。

背景技术

在机械传动中，回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变为回转运动，一般都是利用偏心零件来完成的，路面共振破碎机采用共振技术，使振动锤头的振动频率接近水泥路面的固有频率，激发共振，从而比较轻易的将水泥路面击碎，具有动力强劲、工作可靠等优点。目前立式3轴振动系统，由于需要的总激振力较大，因此每根偏心轴需要提供的激振力较大，对轴承及其它组件的要求较高，因此造成轴承等组件的损坏较快，增加了维修难度和维修成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种五轴的振动结构及箱式激振器，以解决如何减小单根偏心轴受力，从而避免轴承易损坏的技术问题。

本实用新型实施例提供一种五轴的振动结构，该振动结构包括：五个偏心轴，所述偏心轴包括传动轴和偏心块，所述偏心块与所述传动轴的一端连接；所述传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；所述偏心块在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；其中，所述振动单元两端的所述偏心轴的偏心矩相同，其余三个所述偏心轴的偏心矩相同。进一步地，所述振动单元两端的各所述偏心块产生的离心力大致为所述振动单元中其余各所述偏心块产生的离心力的一半。

进一步地，所述偏心块为外缘光滑的圆盘状结构，圆盘状结构圆心两侧的密度不相等以实现其重心的偏移。

进一步地，所述偏心块的内部设置有扇形实心区域，偏心块内部的其他区域为空心区域。

进一步地，所述偏心块的两侧的厚度不同。

进一步地，所述偏心块的一侧或者两侧设置有扇形凹槽。

进一步地，所述偏心块的一侧设置有扇形缺口。

进一步地，所述偏心块的一侧设置有多个通孔。

本实用新型实施例还提供一种箱式激振器，该箱式激振器包括：上述振动结构；激振箱，所述偏心块安装在所述激振箱内；同步箱，所述齿轮安装在所述同步箱内。

进一步地，所述激振箱设置橡胶减震器，所述振动结构与所述激振箱通过橡胶减震器连接。

本实用新型提供一种五轴的振动结构，该振动结构包括五个偏心轴，偏心轴包括传动轴和偏心块，偏心块与传动轴的一端连接；传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；偏心块在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；其中，振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个所述偏心轴的偏心矩相同。通过采用五轴振动结构，对每根偏心轴的离心力进行了重新的合理分配，通过振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个偏心轴的偏心矩相同，使得振动结构受力更合理，偏心块在水平方向的分力可以精确的抵消，避免了振动结构工作过程中在水平方向的晃动，使得振动结构的工作更加稳定，同时，竖直方向布置的偏心块使得激振力更加集中，动力损失最小。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供一种五轴的振动结构；

图2为本实用新型实施例提供振动结构中一种偏心块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供振动结构中另一种偏心块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供振动结构中另一种偏心块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供振动结构中另一种偏心块的结构示意图。

附图标记说明

10、振动结构；100、偏心块；110、扇形实心区域；120、空心区域；130、扇形凹槽；140、扇形缺口；150、通孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。

在具体实施方式中，该振动结构适用于任何类型的振动装置，示例性的，该振动结构适用于箱式激振器；示例性的，该振动结构适用于筛帮式块偏心激振器。为了便于说明，以下均以该振动结构适用于箱式激振器为例，对该振动结构进行示例性说明。箱式激振器的类型对该振动结构不造成任何影响。

在一些实施例中，如图1所示，该振动结构10包括五个偏心轴，偏心轴包括传动轴和偏心块100，偏心块100与传动轴的一端连接；传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；偏心块100在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；其中，振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个偏心轴的偏心矩相同。

具体的，该振动结构10包括五个偏心轴，为了便于解释说明，五个偏心轴由上向下一次为第1偏心轴、第2偏心轴、第3偏心轴、第4偏心轴和第5偏心轴，则相应传动轴由上向下依次为第1传动轴、第2传动轴、第3传动轴、第4传动轴和第5传动轴。相应偏心块由上向下依次为第1偏心块、第2偏心块、第3偏心块、第4偏心块和第5偏心块。五个传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元。五个偏心块100在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动。

示例性的，第1偏心轴和第5偏心轴的偏心矩均为mr，第2偏心轴、第3偏心轴和第4偏心轴均为2mr，传动轴之间通过齿轮啮合实现相邻传动轴旋转角速度相同，旋转方向相反，偏心块100在旋转过程中产生离心力，第1偏心块和第5偏心块产生的离心力均为F，第2偏心块、第3偏心块和第4偏心块产生的离心力均为2F，在理论上第1偏心块和第5偏心块产生的离心力应当为2偏心块、第3偏心块和第4偏心块产生的离心力的一半，实际检测可能存在误差，因此表述为第1偏心块和第5偏心块产生的离心力大致为第2偏心块、第3偏心块和第4偏心块产生的离心力的一半。保证随时在水平方向的分力相互抵消，竖直方向的分力相互叠加，从而产生一个竖直方向的合力，合力的变化呈一个正弦波形式变化。当所有偏心块100偏心质心在竖直方向时，可产生最大的竖直方向的合力F_合＝8*F，合力方向竖直朝上或朝下；当所有偏心块100偏心质心在竖直方向存在夹角α，竖直方向上的合力F_合＝8*Fcosα。水平方向的分力可以抵消，避免了振动结构10工作过程中在水平方向的晃动或围绕振动结构10中心的旋转，使得振动结构10的工作更加稳定。

需要说明的是，偏心轴的同步转动可以单独在激振箱内通过同步齿轮实现，也可以在同步箱内通过同步齿轮实现，示例性的，在激振箱内的偏心轴上直接安装有相互啮合的齿轮，偏心轴一端直接通过联轴器与驱动马达连接，驱动马达直接能够驱动激振箱内的偏心轴进行转动，此结构不需要同步箱；示例性的，在激振箱内的传动轴与同步箱的同步轴通过联轴器进行连接，同步箱内的同步轴也可以理解为偏心轴的一部分，同步箱内的同步轴上安装有相互啮合的齿轮，同步轴的一端与驱动马达连接，驱动马达驱动同步箱内的同步轴转动从而驱动激振箱内的传动轴转动，进而实现整个偏心轴的同步转动。

本实用新型提供一种五轴的振动结构，该振动结构包括五个偏心轴，偏心轴包括传动轴和偏心块，偏心块与传动轴的一端连接；传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；偏心块在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；其中，振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个所述偏心轴的偏心矩相同。通过采用五轴振动结构，对每根偏心轴的离心力进行了重新的合理分配，通过振动单元两端的偏心轴的偏心矩相同，其余三个偏心轴的偏心矩相同，使得振动结构受力更合理，偏心块在水平方向的分力可以精确的抵消，避免了振动结构工作过程中在水平方向的晃动，使得振动结构的工作更加稳定，同时，竖直方向布置的偏心块使得激振力更加集中，动力损失最小。

在一些实施例中，如图2所示，偏心块100为外缘光滑的圆盘状结构，圆盘状结构圆心两侧的密度不相等以实现其重心的偏移。任何能够满足重心偏移的结构均符合要求，为了方便理解，下面结合其工作原理对本实用新型作进一步的描述：工作时，传动轴的数量为5，且偏心块100的尺寸一致，偏心块100在水平方向的分力可以完全抵消，无需进行复杂的计算，便于偏心块100的加工、装配，避免了振动结构10工作时在水平方向的晃动，降低对振动结构10两侧缓冲块的挤压，增加工作的稳定性，延长设备的使用寿命。竖直方向排列的传动轴使得振动结构10的横向尺寸小，便于进入相对狭小的空间进行作业，使用时受到的限制小，此外，竖直方向排列的偏心块100大小一致，使得纵向的激振力集中在向下砸的锤头上，动力损失最小，本实用新型实施例的振动结构10，偏心块100的外缘为光滑的圆形，使得偏心块100为圆盘状结构，旋转的时候风阻极小可以忽略不计，减小了振动结构10的晃动，提升了工作的可靠性和安全性，也延长了振动结构的使用寿命。

在一些实施例中，如图2所示，偏心块100的内部设置有扇形实心区域110，偏心块100内部的其他区域为空心区域120，从而实现偏心块100重心的偏移，具体工作原理前文已经描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，偏心块100的两侧的厚度不同，偏心块100一侧厚度大于另一侧的厚度，具体数值大小不做限定，可根据实际需求而定，例如，偏心块100一侧的厚度为10毫米，另一侧的厚度为6毫米，从而实现偏心块100的重心的偏移。

在一些实施例中，如图3所示，偏心块100的一侧或者两侧设置有扇形凹槽130，其他区域为扇形实心区域110，其具体扇形凹槽130的尺寸大小不做限定，满足偏心块100重心的偏移需求即可，具体工作原理前文已经描述，在此也不再赘述。

在一些实施例中，如图4所示，偏心块100的一侧设置有扇形缺口140，其他区域为扇形实心区域110，其具体扇形缺口140的尺寸大小不做限定，满足偏心块100重心的偏移需求即可，具体工作原理前文已经描述，在此也不再赘述。

在一些实施例中，如图5所示，偏心块100的一侧设置有多个通孔150，其他区域为扇形实心区域110，其具体通孔150的数量、尺寸和位置不做限定，满足偏心块100重心的偏移需求即可，具体工作原理前文已经描述，在此也不再赘述。

在一些实施例中，本实用新型还提供一种箱式激振器，该箱式激振器包括：振动结构10、激振箱和同步箱。偏心块100安装在激振箱内，齿轮安装在同步箱内。通过液压马达或电机驱动偏心轴旋转，偏心轴之间通过齿轮啮合实现相邻偏心轴旋转的角速度相同，旋转方向相反，偏心轴旋转过程中产生离心力，离心力的合力沿着偏心轴连线方向，为了使激振箱尽可能的产生稳定的往复振动，激振箱设置橡胶减震器，振动结构与激振箱通过橡胶减震器连接，从而实现激振箱在合力的作用下沿着偏心轴连线的方向往复振动。激振箱的下方连接有破碎锤头，此处的连接包括直接连接和间接连接，例如，破碎锤头直接与激振箱连接，激振箱的往复振动带动破碎锤头振动，从而实现破碎锤头的破碎功能；例如，破碎锤头与激振箱之间安装锤头连接架，锤头连接架的具体结构不做限定，能够满足固定破碎锤头的需求即可，破碎锤头固定在锤头连接架上，使破碎锤头与激振箱间接连接，激振箱的往复振动同时带动锤头连接架和破碎锤头振动，从而实现破碎锤头的破碎功能。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种五轴的振动结构，其特征在于，包括：

五个偏心轴，所述偏心轴包括传动轴和偏心块，所述偏心块与所述传动轴的一端连接；

所述传动轴沿竖直方向排列且轴心位于同一竖直平面上，通过相互啮合的齿轮组成振动单元；

所述偏心块在水平方向的分力相互抵消，在竖直方向的分力相互叠加形成激振力，形成一个规则的正弦波振动；

其中，所述振动单元两端的所述偏心轴的偏心矩相同，其余三个所述偏心轴的偏心矩相同。

2.根据权利要求1所述的振动结构，其特征在于，所述振动单元两端的各所述偏心块产生的离心力大致为所述振动单元中其余各所述偏心块产生的离心力的一半。

3.根据权利要求1或2所述的振动结构，其特征在于，所述偏心块为外缘光滑的圆盘状结构，圆盘状结构圆心两侧的密度不相等以实现其重心的偏移。

4.根据权利要求3所述的振动结构，其特征在于，所述偏心块的内部设置有扇形实心区域，偏心块内部的其他区域为空心区域。

5.根据权利要求3所述的振动结构，其特征在于，所述偏心块的两侧的厚度不同。

6.根据权利要求3所述的振动结构，其特征在于，所述偏心块的一侧或者两侧设置有扇形凹槽。

7.根据权利要求3所述振动结构，其特征在于，所述偏心块的一侧设置有扇形缺口。

8.根据权利要求3所述的振动结构，其特征在于，所述偏心块的一侧设置有多个通孔。

9.一种箱式激振器，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任意一项所述振动结构；

激振箱，所述偏心块安装在所述激振箱内；

同步箱，所述齿轮安装在所述同步箱内。

10.根据权利要求9所述的箱式激振器，其特征在于，所述激振箱设置橡胶减震器，所述振动结构与所述激振箱通过橡胶减震器连接。