一种电磁式激振器的制作方法

本实用新型涉及激振器技术领域，具体涉及一种电磁式激振器。

背景技术：

激振器(vibration exciter)是附加在某些振动机械和设备上用以产生激励力的装置，是驱使利用机械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。激振器还可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。按激励型式的不同，激振器分为惯性式、电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式。

其中，电磁式激振器，将周期变化的电流输入电磁铁线圈，在被激件与电磁铁之间便产生周期变化的激励力。振动机械中应用的电磁式激振器通常由带有线圈的电磁铁铁芯和衔铁组成，在铁芯与衔铁之间装有弹簧。当电源向线圈输入交流电，或交流电加直流电，或半波整流后的脉动电流时，便可产生周期变化的激励力。如中国专利文献CN203508354U公开的膜式电磁激振器，其中弹簧采用片状弹性振膜，衔铁紧固连接在弹性振膜的几何中心上。电源将半波整流后的交流电送入电磁铁。当电磁铁处于通电周期时，电磁铁吸引衔铁，衔铁沿轴线方向向电磁铁产生位移，拉动弹性振膜产生弹性变形，弹性振膜储能。当电磁铁处于断电周期时，弹性振膜释放储能，拉动衔铁复位，完成一次振动。衔铁通过弹性振膜释放的储能获得激励力。现有电磁式激振器，其主振弹簧都采用了传统机械弹簧，传统机械弹簧对材料的性能要求很高，如高的抗拉强度极限、屈服强度极限、弹性极限、疲劳极限，及要具备较高的冲击韧性和塑性；且传统机械弹簧的刚度系数在一定的应力循环次数内认为是基本恒定的，但随着应力循环次数的增加，其刚度系数会变小，使得激振器的工作频率与固有频率不匹配，降低激振器的性能，同时可靠性与稳定性不能保证。因此，激振器主振弹簧的性能决定了激振器的使用效果与寿命。

中国专利文件CN202238594U公开了一种电磁活塞激振器，包括第一激振本体和套设第一激振本体外侧的第二激振本体，第一激振本体包括转轴和沿轴向套装于该转轴上的至少三个永磁体；第二激振本体包括套设于转轴上的安装板、设置于安装板上，且位于第一激振本体外侧的第一磁轭和设置于第一磁轭内侧的与永磁体数量相同的电磁铁，至少一个永磁体与电磁铁中心重合设置，至少一个永磁体偏离电磁铁的前侧第一预设距离，至少一个永磁体偏离电磁铁后侧第二预设距离。该现有技术中，第一激振体安装有永磁铁，第二激振体内有绕组线圈，永磁铁与电磁铁在轴向两个方向上都有错位设置，当依照设定的次序依次向绕组线圈通入交流电后电磁铁与永磁铁吸合方向周期性变化，实现来回振动。该现有技术的工作过程中不需要主振弹簧，因此也克服了现有技术因设置利用材料弹性特性的主振弹簧所产生的问题。但是该现有技术由于没有主振弹簧，仅由单纯数个电磁感应组件依次通电产生激振力的波形图是简单的锯齿波曲线，而非理想的简谐振动曲线，那么振动带来的刚性冲击非常大，在许多应用振动的场合无法达到理想的激振效果。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的激振器中激振效果不理想的缺陷，从而提供一种激振效果更理想的激振器。

一种电磁式激振器，包括：

机体；

振动件，相对于所述机体往复移动地设置；

电磁感应组件，设置在所述机体与所述振动件之间，由电源驱动带动所述振动件相对所述机体移动；以及

弹性机构，设置在所述机体与所述振动件之间；

所述弹性机构具有设置在所述机体上的第一磁元件和设置在所述振动件上的第二磁元件，所述第二磁元件在所述振动件上的设置位置与所述第一磁元件在所述机体上的设置位置配合对应，所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有气隙，且所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有磁耦合力，所述磁耦合力以静态时垂直于所述振动件往复移动方向设置。

所述机体具有轴向延伸的套筒，所述套筒内壁上设置有第一磁元件；所述振动件为与所述套筒同轴设置且可轴向移动的振动杆；所述振动杆外壁上与所述第一永磁体相对位置设置有磁极相匹配的第二磁元件。

所述套筒的横截面为圆环形或正方形。

所述第一磁元件为第一永磁体，所述第二磁元件为第二永磁体。

所述第一永磁体和第二永磁体为高性能磁钢。

所述第一永磁体由若干交替排布的第一永磁块组成；所述第二永磁体由若干磁极对应的第二永磁块组成。

所述第一永磁体沿垂直于所述振动件往复移动方向布置一层且沿所述振动件往复移动方向布置若干层所述第一永磁块，相邻或临近若干层设置成独立磁回路；所述第一永磁体具有数个磁回路；所述第二永磁体与所述第一永磁体对应地设置相应数量的磁回路。

所述第一永磁体的第一永磁块N-S极沿垂直于所述振动件往复移动方向设置，且相邻层的所述第一永磁块极向相反；所述第二永磁体与所述第一永磁体磁极对应地设置。

所述第一永磁体采用海尔贝克(Halbach)阵列结构；所述第二永磁体与所述第一永磁体磁极对应地设置。

所述电磁感应组件包括固定设置在所述机体上的电磁铁芯和设置在所述电磁铁芯上的线圈，以及设置在所述振动件上的衔铁。

所述机体由轴向延伸的套筒和与所述套筒固定连接的基壳构成；所述基壳内成型有容纳所述电磁铁芯的容纳腔，所述电磁铁芯固定安装在所述容纳腔内。

所述机体外侧还固定设置有隔振弹簧。

所述第一磁元件与所述第二磁元件之间的耦合刚度K大于隔振弹簧的刚度K1。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.在本实用新型所述电磁式激振器中，其包括：机体、振动件、电磁感应组件和弹性机构，振动件相对于所述机体往复移动地设置；电磁感应组件设置在所述机体与所述振动件之间，由电源驱动带动所述振动件相对所述机体移动；弹性机构设置在所述机体与所述振动件之间；所述弹性机构具有设置在所述机体上的第一磁元件和设置在所述振动件上的第二磁元件，所述第二磁元件在所述振动件上的设置位置与所述第一磁元件在所述机体上的设置位置配合对应，所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有气隙，且所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有磁耦合力，所述磁耦合力以静态时垂直于所述振动件往复移动方向设置，因此，与传统的电磁激振器的主振弹簧相比，本实用新型的电磁式激振器的弹性机构，在其工作区间内弹性机构作为复位机构，其耦合刚度K不随应力循环次数的增加而衰减，能够维持恒定不变，振动效果好；同时由于弹性机构采用非接触磁力耦合，无摩擦、磨损和疲劳，能量传递效率更高，寿命更长，可靠性更高，大大提高振动机械的效率及使用寿命。

2.在本实用新型所述电磁式激振器中，所述机体具有轴向延伸的套筒，所述套筒内壁上设置有第一磁元件；所述振动件为与所述套筒同轴设置且可轴向移动的振动杆；所述振动杆外壁上与所述第一永磁体相对位置设置有磁极相匹配的第二磁元件，即本实用新型中第一磁元件与第二磁元件的配合只提供轴向复位的作用，而振动的作用由振动件提供。

3.在本实用新型所述电磁式激振器中，所述第一磁元件为第一永磁体，所述第二磁元件为第二永磁体，即第一磁元件和第二磁元件不需要额外通电与另一磁元件配合，更节约电能。

4.在本实用新型所述电磁式激振器中，所述第一永磁体由若干交替排布的第一永磁块组成；所述第二永磁体由若干磁极对应的第二永磁块组成，排布更加灵活，可根据套筒的实际形状进行适配。

5.所述电磁感应组件包括固定设置在所述机体上的电磁铁芯和设置在所述电磁铁芯上的线圈，以及设置在所述振动件上的衔铁，即轴向振动通过衔铁与电磁铁芯的配合实现，结构简单，实现方便。

6.在本实用新型所述电磁式激振器中，所述机体由轴向延伸的套筒和与所述套筒固定连接的基壳构成；所述基壳内成型有容纳所述电磁铁芯的容纳腔，所述电磁铁芯固定安装在所述容纳腔内，电磁铁芯容纳在单独的容纳腔中，便于振动杆和电磁铁芯的固定。

7.在本实用新型所述电磁式激振器中，所述机体外侧还固定设置有隔振弹簧，对激振器进行进一步缓冲，进一步防止振动设备的反作用力对激振器造成刚性冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的第一种实施方式中提供的所述电磁式激振器的结构示意图；

图2为图1所示的弹性机构的磁路示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本实用新型第二种实施方式中提供的所述电磁式激振器的结构示意图；

图5为图4所示的弹性机构的磁路示意图；

图6为图5的B-B剖视图。

附图标记说明：

1—振动件，2-弹性机构，21—第一永磁体，22—第二永磁体，3—机体，31-套筒，32-基壳，4—衔铁，5—电磁铁芯，6—线圈，7—隔振弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

图1所示为本实施例中所述电磁式激振器，其包括：机体3、振动件1、电磁感应组件和弹性机构2。振动件1相对于所述机体3往复移动地设置，本实施例中振动件1的横截面为圆形，且同轴套设在机体3内；电磁感应组件设置在所述机体3与所述振动件1之间，由电源驱动带动所述振动件1 相对所述机体3移动，所述电磁感应组件包括固定设置在所述机体3上的电磁铁芯5和设置在所述电磁铁芯5上的线圈6，以及设置在所述振动件1 上的衔铁4；弹性机构2设置在所述机体3与所述振动件1之间；所述弹性机构2具有设置在所述机体3上的第一磁元件和设置在所述振动件1上的第二磁元件，所述第二磁元件在所述振动件1上的设置位置与所述第一磁元件在所述机体3上的设置位置配合对应，所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有气隙，且所述第一磁元件与所述第二磁元件之间具有磁耦合力，所述磁耦合力以静态时垂直于所述振动件1往复移动方向设置，因此，与传统的电磁激振器的主振弹簧相比，本实用新型的电磁式激振器的弹性机构2，在其工作区间内弹性机构2作为复位机构，其耦合刚度K不随应力循环次数的增加而衰减，能够维持恒定不变，振动效果好；同时由于弹性机构2采用非接触磁力耦合，无摩擦、磨损和疲劳，能量传递效率更高，寿命更长，可靠性更高，大大提高振动机械的效率及使用寿命。

所述机体3具有轴向延伸的套筒31，所述套筒31内壁上设置有第一磁元件；所述振动件1为与所述套筒31同轴设置且可轴向移动的振动杆；所述振动杆外壁上与所述第一永磁体21相对位置设置有磁极相匹配的第二磁元件，即本实用新型中第一磁元件与第二磁元件的配合只提供轴向复位的作用，而振动的作用由振动件1提供。所述套筒31的横截面为圆环形。所述机体3由轴向延伸的套筒31和与所述套筒31固定连接的基壳32构成；所述基壳32内成型有容纳所述电磁铁芯5的容纳腔，所述电磁铁芯5固定安装在所述容纳腔内，电磁铁芯5容纳在单独的容纳腔中，便于振动杆和电磁铁芯5的固定。

所述第一磁元件为第一永磁体21，所述第二磁元件为第二永磁体22，即第一磁元件和第二磁元件不需要额外通电与另一磁元件配合，更节约电能。

所述第一永磁体21由若干交替排布的第一永磁块组成；所述第二永磁体22由若干磁极对应的第二永磁块组成，排布更加灵活，可根据套筒31 的实际形状进行适配。所述第一永磁体21沿垂直于所述振动件1往复移动方向布置一层且沿所述振动件1往复移动方向布置若干层所述第一永磁块，相邻或临近若干层设置成独立磁回路；所述第一永磁体21具有数个磁回路；所述第二永磁体22与所述第一永磁体21对应地设置相应数量的磁回路，如图2和图3所示，所述第一永磁体21采用海尔贝克(Halbach)阵列结构；所述第二永磁体22与所述第一永磁体21磁极对应地设置。

实施例2

本实施例在上述实施例1的基础上，所述机体3外侧还固定设置有隔振弹簧7，如图4所示，对激振器进行进一步缓冲，进一步防止振动设备的反作用力对激振器造成刚性冲击。所述第一磁元件与所述第二磁元件之间的耦合刚度K大于隔振弹簧7的刚度K1。所述第一永磁体21和第二永磁体 22为高性能磁钢。

本实施例中所述套筒31的横截面替换为正方形，振动件1的横截面替换为方形，且同轴套设在机体3内，如图5所示。所述第一永磁体21与所述第二永磁体22的磁极对应设置替换为所述第一永磁体21的第一永磁块 N-S极沿垂直于所述振动件1往复移动方向设置，且相邻层的所述第一永磁块极向相反；所述第二永磁体22与所述第一永磁体21磁极对应地设置，如图5和图6所示。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。