專利名稱：振動激勵器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于振動技術，即屬于振動裝置的振動激勵器。
本發(fā)明主要應用于另件壓力或切削加工以后的穩(wěn)定化處理，以及另件焊接或鑄造加工之后為了穩(wěn)定另件的幾何尺寸和形狀或減小殘余應力，用于試驗振動超負荷對運行的安全性和振動穩(wěn)定性影響例如在飛行器中的振動加載。
本發(fā)明的其他應用領域可以是另件振動磨削加工，例如在去除毛刺和清除氧化皮的裝置中，建筑材料工業(yè)(例如打實水泥或打樁裝置)，筑路(例如用于壓實瀝清和石子的壓路機)以及運輸裝置例如振動傳送機或送料器。
目前擴大所研究的振動設備的工藝可能性是最迫切的問題，因為在這種情況下，另件加工時間和相應的電能消耗減少，提高了單位時間和加工的能力，并提高了振動加工的質量。用于產(chǎn)生擾動力的振動激勵器最普遍的型式是機械式惰性不平衡振動激勵器，它運行最簡單并能保證較大的擾動力。根據(jù)振動裝置的運行條件例如為了調節(jié)振動裝置的振幅，經(jīng)常需要大范圍地調節(jié)所產(chǎn)生的擾動力。
所產(chǎn)生的振動力直接正比于相對旋轉驅動軸偏心的不平衡物的振動質量大小，該物體質量中心與旋轉驅動軸的距離是旋轉驅動軸的旋轉頻率(角速度)的平方。
因為驅動軸的旋轉頻率的變化范圍較大，導致必須使用與輸送電壓調節(jié)相結合的恒流電動機，所以或是改變振動激勵器的偏心質量，或是改變它的質量中心到旋轉驅動軸線的距離，這是改變擾動力的最簡單的方法。
公開的美國專利SUA-956051的振動激勵器包括驅動軸，兩個安置在驅動軸上的能相互轉動的不平衡物，以及調節(jié)不平衡物相互位置的機構，該機構被加工成拉桿形式，并相對在圓柱表面上帶有螺旋槽的整個圓柱體同心分布，每一個螺旋槽與不平衡物之一相互作用。圓柱體安裝成能沿軸移動，而拉桿與圓柱體相連接。所述結構的缺點是調節(jié)不平衡物相互位置的機構笨重且復雜。
專利DE，C，1297928所公開的離心振動激勵器實際上最接近本發(fā)明，它包括有安裝在轉動的電動機上的不動的軸。在電動機殼體上，固定著弓形導向裝置形式的不平衡物，在該裝置中安裝有另外的可動的弓形另件形式的平衡物。不平衡物裝有調節(jié)它的相互位置的機構，該機構被加工成桿狀，在定位銷的徑向受彈性力作用。定位銷的未端進入到處于運動中的不平衡物的一個貫穿的通孔中，這樣，在移動可動的不平衡物的情況下，可以改變由振動激勵器所產(chǎn)生的擾動力。
振動激勵器實質的缺點在于，不平衡物相互作置的調節(jié)機構不可能在很大范圍內改變擾動力以及保證它的平衡的調節(jié)，這就不可能對各類另件進行振動加工。所述的振動激勵器的缺點是擾動力的調節(jié)復雜，因此調節(jié)過程中要使用附加的專用器具，例如圓柱桿或銷釘，它必須直接插入到每個通孔中，在通孔的下面穿過可撥出的定位銷，這樣就增加了調節(jié)的總時間。
此外，所述的振動激勵器有較大的正面阻力系數(shù)，因為在移動的不平衡物和電動機之間存在間隙，使振動激勵器在工作時噪音增大。
根據(jù)本發(fā)明所制造的振動激勵器，它的不平衡物的相互位置調節(jié)機構在同時簡化振動激勵器的結構和縮小調節(jié)時間的情況下，保證了擾動力數(shù)值范圍大并增加了不平衡物相互分布的調節(jié)的均勻性。
所提出的任務是這樣解決的在振動激勵器中包括驅動軸，在該軸上相互有間隙地和能相互轉動地安裝有不平衡物，并帶有能調節(jié)它們相互位置的機構。根據(jù)本發(fā)明，調節(jié)機構被加工成兩個同軸分布的圓柱形套筒，套筒帶有不平衡物并用加工在它們結合表面上的螺紋相連接。這時，一個套筒固定在傳動軸上，而另一個套筒可轉動和軸向移動地安裝在傳動軸上。套筒的同軸分布可以使不平衡物以閉路形式分布，這樣可以減小正面阻力，并保證減小操音和動力損失。用螺紋連接不平衡物可以使不平衡物的位置從重合到相反方向即180°方向變化，這使擾動力從最大值到零變化(對于不平衡物所確定的質量)。而實現(xiàn)可動的不平衡物在軸向移動，可以改變不平衡物的相互位置，即在它的整個范圍內平衡地調節(jié)擾動力的數(shù)值。振動激勵器所述特性，擴大了被加工另件的種類和振動激勵器的工藝可能性。
在本發(fā)明最佳實施方案中，向動套筒在軸向作用有彈性力，而在有螺紋的套筒部分加工了環(huán)形槽，它的寬度大于相鄰近的環(huán)之間的距離。槽的存在能使螺紋從嚙合狀態(tài)解脫，并能平穩(wěn)地調節(jié)擾動力?？蓜拥牟黄胶馕锏膹椥粤ψ饔帽ＷC使處于工作狀態(tài)中的不平衡物得到可靠定位。
根據(jù)發(fā)明結構方案之一，可動套筒在與驅動軸相連接的地方帶有環(huán)形槽，驅動軸具有軸向孔，在孔的端部有徑向凹槽，凹槽的長度大于不平衡物之間的間隙。而在驅動軸的軸向孔中，安裝著帶有分布在環(huán)形槽內的徑向通孔的受彈性力作用的桿，而在驅動軸和桿的徑向孔中安裝有定位銷。發(fā)明結構的這種方案能把驅動軸分布到兩個支座上，首先這可以使用大質量的不平衡物，這樣明顯地增大了擾動力，也就是說能加工大質量的另件，最終擴大了振動激勵器的工藝可能性。
在發(fā)明的另一個方案中，可動套筒在它與驅動軸相連接的地方加工有環(huán)槽，而驅動軸具有軸向孔，在軸向孔的末端具有與環(huán)形槽相連接的徑向孔，在該孔中安裝有定位銷，同時在軸向孔中，安裝有位于定位銷下面的相互作用并可以相互調節(jié)的桿和滾珠。使用滾珠能剛性的無間隙地在槽中固定住定位銷。這種方案特別用于高速振動激勵器，因為剛性的定位消除了可動另件的間隙，這樣提高了振動激勵器的壽命。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點，可用下述實施方案和附圖予以說明。


圖1為振動激勵器總圖(縱向剖視圖);
圖2為圖1的A向視圖(帶有局部剖視);
圖3為圖1B部分的局部剖視圖;
圖4為振動激勵器的改型方案總圖(縱向剖視圖);
圖5為圖4中沿Ⅴ-Ⅴ線的縱向剖視圖;
圖6振動激勵器的結構方案圖(縱向剖視)。
振動激勵器包括有兩個不平衡物1，2(圖1)和調節(jié)它們的相互位置的機構，該機構加工成兩個同軸地被安裝在驅動軸3上的圓柱形套筒4，5的形式，在套筒4，5環(huán)狀的相對的區(qū)域6，7中，所述的不平衡物1，2一同地被固定或被取出。套筒4用定位銷8固定在驅動軸3上并帶有加長殼9，在殼9上面可動地并能轉動地安裝有套筒5。沿著套筒5圓周被與它一同固定或取下的外圈10箍住。
由于安裝在套筒5和剛性連接在軸3上的套筒4之間的彈簧11作用，套筒5在軸向受有彈性力。從外側，套筒5的可動性由用螺釘13固定在軸3上的法蘭12所限制。為傳遞扭矩在外圈10的凸出部分的內表面具有螺紋14(圖2)。螺紋14可以是小模數(shù)螺紋的，帶鍵的等等。螺紋14與和它相應的加工在套筒5圓周上的螺紋15相連接，為了能從嚙合中解脫和相對套筒4使套筒5能轉動以及利用這些調節(jié)擾動力的數(shù)值，在所述的螺紋14，15中加工環(huán)形槽14a，14b，15c(圖3)，并使它們的寬度“l(fā)”和“s”稍微大于螺紋14，15凸出部分的寬度“k”。這些參數(shù)通過計算來選取，以便套筒5螺紋15的花鍵的凹出部分在向套筒4移動時能進到外圈的槽14a和14b中。這時，槽14a的寬度“l(fā)”確定了到套筒4支座前的套筒5的彈性行程。為了便于維修，在外圖圈10端面的圓周上刻有標記16(圖2)，而在套筒5端面的圓周上帶有相對最大擾動力的百分數(shù)刻度16a。
傳動裝置2包括有安裝在底座18上的機殼17(圖1)。在機殼17中的軸承19、20上裝有驅動軸3，驅動軸3從一端懸臂伸出，用于安裝在其內部安裝著的不平衡物1，2的被連接的套筒4，5，而另一端與電動機21同軸相連。驅動軸3的直徑相對電動機21階梯形減小。機殼17的工作面安裝有蓋22，而在上面安裝有提手23，以便用于運輸振動激勵器。
振動器按下列方式工作;
在起始狀態(tài)，套筒5用螺紋15與外圈10的類似螺紋14相連接，從而成了具有偏心不平衡物的被結合的轉子。彈簧11和法蘭盤12限制了套筒5的軸向位移。在電動機21轉動時，不平衡物1，2將擾動力傳遞給軸3和機殼17，擾動力的大小決定于不平衡物1，2的相互位置。當擾動力需要變化時，使振動激勵器停止運轉，克服彈簧11的阻力，向套筒4移動套筒5到支座之前為止。這時螺紋15的凸出部分將處于槽14a、14b中。轉動套筒5并檢察轉子刻度16a，確定所要求的擾動力的數(shù)值，然后松開套筒5。彈簧11使套筒5回復到初始位置，螺紋15與外圈10的螺紋14相嚙合，這就為轉子工作作好準備。然后接通傳動裝置21，運轉繼續(xù)進行。
圖4中所示為一種振動激勵器的結構方案，它與上述方案的區(qū)別在于軸3有兩個支座24，25，以及產(chǎn)生調節(jié)不平衡物1，2相互位置的機械的變化。兩個支座24，25的存在，可以增加不平衡物1，2的質量，這顯然增大了擾動力即擴大了振動激勵器的工藝可能。套筒5沿軸向與螺紋14相嚙合處到螺紋15的出口移動，即按用途與第一方案的槽14a相同的不平衡物1，2之間的間隙“l(fā)”要多少比螺紋凸出部分的寬度“k”大，并被套筒4的端部限制，套筒帶有殼26。處于工作位置的套筒5按下述形式確定。沿與傳動裝置21相反方向的傳動軸3的軸線加工有軸向孔27。在它里面安裝有桿28，在桿28的一端帶有端頭29，而在其另一端帶有徑向孔30，在孔30中安裝有徑向定位銷31，定位銷31也通過傳動軸3中的已有的徑向通槽32，并與環(huán)狀槽33相互作用，槽33被加工在與軸3相連接的套筒5的26的表面上。桿28受到位于傳動軸3的鏜孔34內的彈簧11的作用。所述另件的參數(shù)由與螺紋14相嚙合的螺紋15凸出部分的出口條件和套筒5轉動的可能性確定?？?7的長度由徑向槽32的分布的條件來確定，以保證定位銷31與環(huán)形槽33即套筒5的相互作用。槽32的寬度被加工成能保證定位銷31無阻擋地徑向通過，它的長度d應保證套筒5的所需行程l。定位銷31的長度由它在槽33的徑向相對區(qū)間自由分布而定，槽33的寬度由保證定位銷31在它里面自由移動而定。而深度要足夠使槽33的肩部與定位銷31相互作用。
為了使桿28與定位銷31相裝配，即在桿28的孔30中安裝定位銷31，在殼26中加工了工藝孔35(圖5)，孔35與環(huán)形槽33重合，而直徑由定位銷31的自由行程的計算來確定。在裝配之后，孔35用螺塞36封閉。為了便于套筒5的轉動，在它的伸出部分上加工了刻線37(圖4)。
支座24的軸承19用蓋板38固定，而支座25的軸承20用軸3的變粗部分39蓋住，這樣可防止軸承落入灰塵和潤滑油從它們中間拋出。
振動激勵器的工作形式如下。在工作位置中螺紋14和15相連接，因為套筒5在此位置時用定位銷31，桿28和彈簧11限定。在排除傳動裝置21的情況下，不平衡物1，2的轉動保證向軸3，并通過支座24，25向機殼17傳遞擾動力。
在需要改變擾動力大小時切斷電動機21，使振動激勵器停止運轉。為了變換到新的力，克服彈簧11的阻力對頭部29施加壓力，移動桿28，這時進入到孔30中的定位銷31與殼26的槽33相互作用，同時移動套筒5，使螺紋15從與外圈10的螺紋14的嚙合中解脫到達套筒4的端面支座前，即螺紋15的凸出部分進入到間隙“l(fā)”，使套筒5能夠轉動。在轉動桿28的頭部29或刻線37處的套筒5的突出部分的同時，扭轉套筒5，為了確定所要求的力，根據(jù)刻度16a控制轉動。放開頭部29之后，彈簧11使桿28處于初始狀態(tài)，引導定位銷31、套筒5，使它的螺紋15與外圈10的螺紋14相嚙合，并形成轉子，為運行作好準備。
振動激勵器的另一個實施方案如圖6所示。它與調節(jié)不平衡物1，2相互位置的上述機構的結構不同。與桿28相互作用的滾珠40被安裝在傳動軸3的軸向孔27的定位銷的下面。因此孔27帶有螺紋調節(jié)裝置41，而在桿28上帶有螺紋調節(jié)裝置42。對于定位銷，在傳動軸3內部有一徑向孔43，它的直徑保證定位銷31自由移動，并使孔43與軸向孔27相通。
振動激勵器的另件參數(shù)按這樣原則選取，即保證螺紋14，15嚙合分開的可能性。因此應當保證套筒5的軸向行程稍大于螺紋14的寬度。定位銷31的長度由與環(huán)狀槽33的肩部最佳作用來確定，例如等于軸3的半徑與槽33的深度之和。與滾珠40相互作用的定位銷的端面可以加工成圓錐體或半球狀。桿28的長度、滾珠的數(shù)量和直徑，孔27的直徑，由保證滾珠40與定位銷31相互作用的條件來選取。滾珠40的直徑由保證流動的條件選取，它小于孔27直徑4-5倍。定位銷31的直徑與孔27的直徑相等。為了確定定位銷31的位置，在軸3上應帶有標記44，這對改善操作是必需的。在套筒5圓柱部分的外端帶有法蘭凸出部分45，這使得與可動的套筒5一起操作。甚為輕快。
所述方案的工作特點是擾動力的調節(jié)程序不同。
在需要改變擾動力的數(shù)值時，要停止電動機21。為了向新的力轉換，在軸3上刻有標記44，以表明定位銷31在上面垂直位置。扭轉頭部29時，旋出旋轉桿28，增加了被滾珠40占據(jù)的孔27的容積。最后滾珠在孔27中滾動，定位銷31從環(huán)形槽33中下降，使套筒5解脫。在凸出部分45中移動套筒5時，套筒5沿軸3的軸線移動，由與外圈10的螺紋14的嚙合中導出螺紋15，并旋轉它。根據(jù)刻度16a控制轉動，對著標記16，確定所需要的指數(shù)，并向相反軸向移動，使螺紋15與螺紋14相嚙合。為了固定給定的位置，轉動頭部29，擰緊桿28，從而開始使?jié)L珠40密集，然后把定位銷31擠向環(huán)形槽33把它剛性固定在該位置處，消除了套筒5的軸向移動。
當接通電動機21時，不平衡物1，2保證通過支座24向軸3和機殼17傳遞擾動力。
權利要求
1.一種振動激勵器，包括有傳動軸(3)，在它上相互有間隙并能相互轉動地安裝有不平解物(1，2)，不平衡物(1，2)帶有調節(jié)它的相互位置的機構，其特征是，調節(jié)機構加工成兩個同心排到的圓柱形套筒(4，5)，套筒(4，5)帶有不平衡物(1，2)它們之間通過被加工在套筒(4，5)的連接表面上的螺紋(14，15)相連，同時一個套筒(4)剛性地連接到傳動軸(3)上，而另一個套筒(5)可轉動并能軸向移動地與傳動軸(3)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的振動激勵器，其特征是可移動的套筒(5)在軸向受有彈性力，并且有螺紋(14，15)的套筒(4，5)的位置處加工了環(huán)形槽(14a，14b，15c)，它們的寬度大于鄰近槽(14a，14b，15c)之間的距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的振動激勵器，其特征是，可動套筒(5)在與傳動軸(3)相連接處加工有環(huán)形槽(33)，而傳動軸(3)在其徑向有凹槽(32)終端有軸向孔(27)，槽(32)的長度d大于不平衡物(1，2)之間的間隙(1)，同時在轉動軸(3)的軸向孔(27)中安裝有帶有徑向通孔(30)的受有彈性力的桿(28)，通孔(30)位于環(huán)形槽(33)部位，而在傳動軸(3)和桿(28)的徑向孔(32，30)中安裝有定位銷(31)。
4.根據(jù)權利要求1所說的振動激勵器，其特征是，可動套筒(5)在它與傳動軸(3)相連接處加工有環(huán)形槽(33)，而傳動軸(3)具有其終端帶有徑向孔(32)的軸向孔(27)，孔(32)與環(huán)形槽(33)相連，在孔(32)中安裝有定位銷(31)，同時，在傳動軸(3)的軸向孔中的定位銷(31)的下面，安裝有彼此相互作用的調節(jié)桿(28)和滾珠(40a)。
全文摘要
振動激勵器包括有傳動軸(3)，在它上面安裝有相互有間隙的不平衡物(1、2)和調節(jié)它們之間相互位置的機構。調節(jié)機構被加工成同心布置的套筒(4，5)，套筒(4，5)帶有不平衡物(1，2)并通過螺紋(14，15)彼此相連接，螺紋(14，15)位于套筒(4，5)的連接表面上。其中，一個套筒(4)被剛性地安裝在傳動軸(3)上，而另一個套筒(5)可轉動和能軸向移動地被安裝在傳動軸(3)上。
文檔編號B06B1/16GK1044240SQ8910090
公開日1990年8月1日 申請日期1989年1月20日 優(yōu)先權日1989年1月20日
發(fā)明者亞歷山大·伊斯夫維奇·雷哥, 維亞奇斯里夫·馬特維奇·亞里瑟夫, 瑟格·亞里維奇·彼羅維亞 申請人:克拉馬托爾斯克工業(yè)學院, 弗·依·列寧生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)-理復斯基工廠, “諾沃拉馬托爾斯克機器制造廠”制造公司