CN2352569Y - 振幅实时无级可调的振动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对振动压实机械实现实时无级调节的振动机构。它由同轴旋转的内、外偏心块11、13以及驱动它们的行星齿轮机构组成，行星机构又由二个行星排Ⅰ、Ⅱ和一对高自锁性的蜗轮9蜗杆8组成。当步进电机16控制蜗杆8转动一角度时，通过蜗轮9带动行星机构即可使内、外偏心块相对产生一角度，从而实现实时无级调节振幅的目的。

Description

振幅实时无级可调的振动机构

本实用新型涉及一种振动机构，具体地说是一种用于振动压实机械在压实过程中对振幅进行实时无级调节的振动机构。

振动压实机械对基础材料的压实是依靠工作部件(如碾轮、振动平板等)与基础材料的相互作用的动力学过程来完成的。由激振器产生的振动能量究竟有多少可有效地输入到被压实材料中去是取决于激振频率和振幅与材料的弹性和阻尼之间的最佳匹配。对于不同的基础材料，其最佳频率与振幅也是不同的。即使压实的是同一材料，由于在压实过程中材料的刚度和阻尼在不断地变化，相应地最佳频率和振幅的配合也应不断地改变。对于频率的无级调节较易实现，但很难对振幅实行无级调节。现有的振动压实机械一般只有一个或二个振幅，而近年来出现的双钢轮压路机采用了内外偏心块通过滑动花键联接使二者相对转动一个角度的方法来调节，但这也只能是对振幅的有级调节。然而，这种有级调节是在停机状态下进行的，用人工拉动花键并旋转一个角度，这样就存在振动压实机械不能连续工作，施工效率不高，工人劳动强度大，且不易人为掌握最佳激振频率和振幅，更不能满足这类机械向智能化发展的需要。

本实用新型的目的就是为克服背景技术中所述的不足，而提供一种振幅能实时无级调节的振动机构。

上述目的是通过如下技术解决方案实现的：

这种振幅无级实时可调的振动机构的传动轴与液压电机相接，其主要是由二个同轴行星排Ⅰ、Ⅱ和一对蜗轮传动付构成二自由度的行星机构，行星排Ⅰ的太阳轮与内偏心块的传动轴相联，行星排Ⅱ的太阳轮与外偏心块的套筒相联，行星排Ⅰ、Ⅱ共用一个内齿圈。行星排Ⅰ、Ⅱ的两个行星架分别与蜗轮和壳体固定。步进电机与蜗杆连接。

图1：本实用新型的机械原理图。

图2：传动付的传动原理图。

图3：实施例的结构示意图。

如图1、图3所示，传动轴10穿越壳体15，其一端与液压电机14相接，另一边连有内偏心块11，套筒12与外偏心块13相联。在壳体15内，设计有二个同轴行星排Ⅰ、Ⅱ和一对蜗轮传动付，还具有一个内齿圈4。其中，传动轴10与壳体15之间安有轴承，蜗轮9与传动轴10由轴承相接，蜗杆8与蜗轮9啮合。行星架3、7分别固定在壳体15和蜗轮9上。行星排Ⅰ、Ⅱ并排对应设置，且共同与内齿圈4啮合做行星运动。行星轮5与太阳轮6啮合，太阳轮6又由键固定在传动轴10上。而行星轮2则是与靠键固联在传动轴10上的套筒12的太阳轮1啮合，太阳轮1与套筒12连为一体。行星轮5、2分别套接在行星架7、3上。行星机构本身是由安装在传动轴10端部的液压电机14驱动的，而蜗杆8的运动则是由步进电机16来驱动(参见图2)，从而带动蜗轮9同时旋转。

液压电机14提供的动力进入行星机构后一路直接由传动轴10传递给内偏心块11并驱使它旋转，另一路则通过以键连接方式固定在传动轴10上的行星排Ⅰ的太阳轮6以及与之相啮合的行星轮5传递给两个行星排Ⅰ、Ⅱ共用的内齿圈4上，然后通过与之相啮合的行星排Ⅱ的行星轮2最终传递给与外偏心块套筒12相联的太阳轮1，从而驱动外偏心块13旋转。由于行星架3是固联在齿轮箱壳体15上的，所以行星排Ⅱ相对于壳体15只有一个自由度。而行星架7固联在蜗轮9上，可以相对壳体15自由转动，所以行星排Ⅰ具有二个自由度。蜗轮9和蜗杆8是一对螺旋角很小但传动比很大的自锁传动付，由于太阳轮1和6的齿数完全相同，当蜗杆8不转时，太阳轮1和6亦即内偏心块11和外偏心块13将严格保持同步转动。但当步进电机16驱动蜗杆8时，蜗轮9带动与之固联的行星架7也将随之转动一个微小的转角，这一转角通过行星轮5、内齿圈4、行星轮2传至太阳轮1上，使之相对太阳轮6转过某一个附加转角，也就是使内、外偏心块11、13之间产生相对转角。这样，通过步进电机16的控制就可使内、外偏心块11、13之间产生任意角度，从而通过改变激振机构偏心质量的方法来调节其振幅。因为蜗轮传动的传动比可以达到很大的数值，所以可以获得很高的控制精度，当内、外偏心块11、13之间具有180°的相对转角时，内、外偏心块11、13的偏心质量矩则相互抵消，该振动机构的名义振幅为最小。而当二者之间的相对转角为零时，内、外偏心块11、13的偏心质量矩叠加，该振动机构将获得最大的名义振幅。

这种振动机构还可以与计算机和传感器连接，通过传感器将基础材料在压实过程中刚度和阻尼不断变化的信号传送至计算机，再由计算机发出指令并自动控制步进电机16的动作，从而对振幅可实现智能化实时无级调节。

本实用新型克服了背景技术中所述的不足，其结构简单、工作可靠、整机性能优越，应用二个自由度的行星机构分别驱动内、外偏心块旋转，使振动压实机械的振幅能够在不停机的状态下实现实时无级调节，既提高了工作效率，又减轮了工人的劳动强度，还能随时调整最佳振幅，结合计算机和传感器技术还可以实现智能化控制。

Claims (4)

1、一种振幅实时无级可调的振动机构，传动轴(10)与电机(14)相接，其特征是由二个同轴行星排Ⅰ、Ⅱ和一对蜗轮传动付(8、9)构成二自由度的行星机构，行星排Ⅰ的太阳轮(6)与内偏心块(11)的传动轴(10)相联，行星排Ⅱ的太阳轮(1)与外偏心块(13)的套筒(12)相联，行星排Ⅰ、Ⅱ共用一个内齿圈(4)。

2、如权利要求1所述的振动机构，其特征是行星排Ⅰ的行星架(7)固结在蜗轮(9)上，行星排Ⅱ的行星架(3)与壳体(15)固定。

3、如权利要求1所述的振动机构，其特征是电机(16)与蜗杆(8)连接。

4、如权利要求1或3所述的振动机构，其特征是所说的电机(14)为液压电机，所说的电机(16)为步进电机。

Images