CN88203949U - 连续调整偏心力矩的四轴振动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可以无级连续调整偏心力矩的四轴振动器，其特征是采用一根加工有一对旋向相反大螺矩螺旋花键的调整轴以及与其花键连接的一对调整齿轮所组成的调整机构，实现偏心力矩的无级连续调整控制，还采用一个安装在偏心轴上的传动介轮，与两个调整齿轮及布置在两侧的同步齿轮啮合转动，构成结构紧凑、布置合理的传动机构。本实用新型造价低廉，用在中大型功率的振动沉拔桩锤上，具有操作简便、延长机件使用寿命的特点。

Description

连续调整偏心力矩的四轴振动器

本实用新型属于一种可无级连续调整偏心力矩的四轴振动器，四轴按正方形四角布置，振动时能遥控调节振幅。其国际专利分类号可纳于E02D3／074、E02D7／00、E02D11／00。

国内常用的振动器调整其偏心力矩的方法是，停机打开振动箱盖，用插销的方法来改变偏心块之间的夹角，使偏心块质心位置发生变化。这是一种有级不连续的变矩方式，这类振动器起动力矩大，停机过程容易产生共振破坏，造成噪声环境污染。变矩操作困难，调整不便。

国外现有的可无级连续调整偏心力矩的振动器，主要是通过调整机构连续改变偏心块之间夹角或偏心块质心的径向位置来实现变矩的。然而，这些调整机构，构造复杂，振动器外形庞大，制造成本高（详见日本专利51－57075，苏联专利SU653338、西德专利DE2932287A1）。

国内有一种可无级连续调整偏心力矩的振动器，采用了一种主要部件为大螺距人字齿轮的调整机构实现变矩，结构简单，但功率较小。（详见中国专利CN852002910）。

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、可靠耐用、操作简便的四轴振动器，通过改变上、下两对偏心轴之间的振动相位差，来实现在运行情况下振动器总偏心力矩的无级连续调整。在齿轮传动机构和偏心力矩调整机构上不同于现有的振动器。本振动器更适用于中、大功率的振动设备。

以下结合附图详细描述本实用新型的实施具体方案。

图1.振动器轴测剖视示意图

图2.偏心力矩调整机构剖视图

图3、图4、图5，偏心块起始相位角状态示意图

图6.四轴式振动锤总体示意图

参照图1，按正方形四角布置的四根轴〔29〕、〔30〕、〔11〕、〔13〕的两端通过轴承〔10〕、〔27〕支承于振动器箱体〔34〕上。每根轴只装有偏心力矩相等的固定偏心块，不设可动偏心块，使得结构简单、传动可靠。相邻轴上的偏心块错开布置，这样偏心块的半径能大于同步齿轮顶园半径，既能相对降低同步齿轮的线速度，又能获得较大的偏心力矩。上对轴及下对轴的偏心块左、右对称安装，转向相反，速率相同，以便偏心块转动时产生的离心力水平分力抵消，竖直分力迭加。上对轴〔29〕、〔30〕互相啮合的两同步齿轮〔32〕、〔33〕布置在一侧，而下对轴〔11〕、〔13〕互相啮合的两同步齿轮〔24〕、〔25〕布置在另一侧。所有同步齿轮均与轴固定连接。上对轴之一〔29〕外伸端装有作为动力输入的皮带轮〔4〕。下对轴〔13〕上装有周向滑动的传动介轮〔15〕，它既与上对轴的一个同步齿轮〔32〕啮合，又与邻近的一个调整齿轮〔16〕啮合。两同步齿轮〔32〕、〔33〕、介轮〔15〕和一个调整齿轮〔16〕处于同一平面。两调整齿轮〔16〕、〔21〕均用轴承分别支承在两轴承座〔17〕〔20〕上。另一个调整齿轮〔21〕与下对轴的一个同步齿轮〔24〕啮合，它们与下对轴的另一个同步齿轮〔25〕处于同一平面。由于两轴承座〔17〕〔20〕固定在箱体〔34〕的底板上，所以两调整齿轮〔16〕〔21〕只能周向转动，不能轴向移动。它们的内孔处于同轴位置，都加工有大螺距螺旋内花键。调整轴〔18〕上加工有两段大螺距螺旋外花键，分别与两调整齿轮〔16〕〔21〕的螺旋内花键连接，其功能之一是传递扭矩。

由以上所述可以知道：动力从皮带轮〔4〕传给一个上对轴〔29〕以后，一方面传给上对轴的两同步齿轮〔32〕〔33〕，带动偏心块〔28〕、〔9〕、〔31〕转动产生竖向激振力；另一方面将动力经一个同步齿轮〔32〕、介轮〔15〕、一个调整齿轮〔16〕、调整轴〔18〕以及另一个调整齿轮〔21〕传给下对轴的两同步齿轮〔24〕〔25〕，带动下对轴的偏心块〔19〕、〔12〕、〔26〕转动，同样也产生竖向的激振力。

从图2可以看到调整轴〔18〕上的两段大螺距螺旋外花键旋向相反，分别与两调整齿轮〔16〕〔21〕的螺旋内花键形成一对右旋和另一对左旋的螺旋花键连接。调整轴〔18〕能在油缸〔23〕作用下，进行往复轴向移动。连接于油缸〔23〕的活塞杆和调整轴〔18〕一端的止推轴承〔22〕，避免调整轴〔18〕将高速转动传递给油缸〔23〕的活塞杆。装在调整轴〔18〕另一端的铁芯〔35〕插入偏心力矩显示装置的电感线圈〔14〕之中。当铁芯〔35〕进入线圈〔14〕的长度变化时，改变了线圈〔14〕的阻抗。这样，可以通过测量线路中电信号的变化，间接地得到振动器偏心力矩的变化。由于线圈〔14〕直接安装在箱体端盖上，所以可免设附助支架，使结构简单，拆装容易。

参照图1，在工作状态，当调整轴〔18〕在油缸〔23〕的推动下作轴向运动    产生位移时，高速旋转的两调整齿轮〔16〕〔21〕通过两对旋向相反的大螺距螺旋花键的引导，分别相对于调整轴〔18〕产生方向相反的转角位移。其中一个转角位移经一个调整齿轮〔16〕，介轮〔15〕，同步齿轮〔32〕、〔33〕传给上对轴的偏心块，另一个相反的转角位移则通过另一个调整齿轮〔21〕和同步齿轮〔24〕、〔25〕传给下一对轴的偏心块。如果用上对轴的偏心块作为参照物，便可得出下对轴的左、右偏心块分别相对于上对轴的左、右偏心块产生了一个转角位移的概念。这个转角位移值等于上述正、反两转角位移值之和。可以把上、下两对偏心轴看成两台“双轴振动器”竖向组合在一起，形成一个四轴振动器。总偏心力矩和激振力的大小取决于两个“双轴振动器”竖向振动的相位差。改变了相位差，就改变了振动迭加值。通过控制调整轴〔18〕的轴向位移，产生上述转角位移，便能确定上、下两个“双轴振动器”的振动相位差。调整轴〔18〕的轴向位移从零位至最大位置，则振动相位差从0°至180°，每个轴向位移值相应有一个相位差值。

参照图3，上述相位差可间接用偏心块的起始相位状态示意图形象描述。每个偏心块质心m都在它的对称中线上。以右上轴〔29〕的偏心块〔9〕、〔28〕垂直向下瞬间为起始状态。则右下轴〔13〕偏心块〔19〕的质心m同下轴〔13〕心的连线与上轴〔29〕偏心块〔9〕、〔28〕的竖直中线之夹角φ即为右下轴〔13〕偏心块〔19〕的起始相位角，其值等于上、下“双轴振动器”之间的振动相位差。图3状态，是调整轴〔18〕处于零位，夹角φ为零。相差当然也为零。所有偏心块都处于下死点。两“双轴振动器”的振动迭加幅值最大，因此偏心力矩最大。

参照图5，调整轴〔18〕位移在最大位置，夹角φ为180°，相位差也为180°。这样，上、下“双轴振动器”的竖直振动完全抵消，则偏心力矩为零。

参照图4，调整轴〔18〕位移在零位至最大位置之间，则相位差大于0°，小于180°。很显然，两“双轴振动器”的振动迭加幅值一定在零和最大值之间，所以偏心力矩也在零和最大值之间变化。如此便实现了偏心力矩的无级连续调整。

本实用新型不但充分发挥了普通四轴振动器坚固可靠，适用于中、大功率设备的特点，而且通过新颖简单的传动机构布置和可靠实用的调整机构实现了无级连续调整偏心力矩。调整机构采用的主要部件是大螺距螺旋花键轴，比采用轮系，摆动油缸或大螺距人字齿轮等更具特色：一是结构简单，制造成本低；二是改善了调整机构的工作条件，使主要部件更耐磨、更可靠；三是由于螺旋花键轴直径较小，所以在螺旋角相等的前提下，欲得到相同的转角位移，只须调整轴作较小的轴向位移，给设计带来方便。

本实用新型的实施例是以图1及图2中所示的振动器的传动机构及偏心力矩调整机构组成的振动器〔5〕为主体制作成沉拔桩用的振动锤。参照图6，振动锤的总体。是由隔振器〔1〕、电机〔8〕、一对皮带轮〔2〕〔4〕、三角皮带〔3〕、振动器〔5〕以及液压软管〔6〕和电缆〔7〕组成的。由于采用了本实用新型的振动箱，可以在振动锤的使用过程中实现偏心力矩从最小至最大的无级连续调整，适应于不同土质情况下进行高效率的施工。也可以在起动或停车时把偏心力矩调整至零，可实现空载载起动和空载停车，改善了起动性能，避免了停机过程中产生的共振现象，提高了机器的使用寿命。而且由于采用了这种传动方式及调整机构后这种四轴式振动锤的结构紧凑，布置合理与功效相同的其它种振动锤相比，其整机体积小，用钢量少，加工简单，制作成本低。

Claims (1)

1、一种由分别固定于上对轴[29][30]上并互相啮合的两同步齿轮[32][33]带动固定其轴上的偏心块和分别固定于下对轴[11][13]上并互相啮合的两同步齿轮[24][25]带动固定其轴上的偏心块所组成的四轴式振动器，其特征在于：

A.上对轴[29][30]的两同步齿轮[32][33]布置在箱体内的一侧，下对轴[11][13]的两同步齿轮[24][25]布置在箱体内的另一侧，通过一个安装在下对轴[13]上的可周向滑动的传动介轮[15]及两个与同一根调整轴[18]连接的调整齿轮[16][21]啮合传动，构成了四轴式振动器的传动机构；

B.两调整齿轮[16][21]用轴承分别支承在与箱体底板固定的两轴承座[17][20]上，两调整齿轮[16][21]的内孔分别加工成旋向相反的大螺矩螺旋内花键，调整轴[18]上加工有两段旋向相反的大螺矩螺旋外花键与相应的两调整齿轮[16][21]的螺旋内花键连接，调整轴[18]的一端装有止推轴承[22]并与油缸[23]的活塞杆相连，构成了工作状态下可无级连续调整偏心力矩的调整机构。

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