专利名称：可调偏心距制力器及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械振动设备，尤其是通过转轴带动偏心块旋转，产生的机械振动装置。
在由《机械工程手册》和《电机工程手册》编辑委员会编，机械出版社1978年2月在北京第一版出版的《机械工程手册》第21～119页，第21篇的机械振动中所述的产生单向激振力的双轴惯性激振器，其基本组成见附
图1，由机壳1与两条轴2和偏心块3组成，其工作原理是由转向相反的两转轴，带动偏心块3在机壳1的缸筒中旋转，产生机械振动。其激振力PY与偏心块3旋转角度ω的工作波形见附图2，为正弦波形。该激振器在许多振动机械及工程机械上应用得较广泛，有一定的代表性。但是，经研究，该激振器有如下缺点(1)单向激振力波形的正半波与负半波的峰值相等，如果提高转速加大振动力或振动频率，若机器本身自重不够，则机器会发生脱离打击面的跳动冲击，破坏机器结构，这是现有振动器和振动机械的体积与重量较大的原因；(2)起动和停机过程有共振现象；(3)由于单向激振力的正半波形与负半波形峰值相等，所以，不能用作拖拉机、推土机、装载机、坦克等常用行驶机械的助推器。
双轴惯性激振器的单向激振力是一种迭加离心力，旋转偏心块的离心力计算公式为F＝m·R·ω2或中F-离心力，m-偏心块质量，R-偏心块旋转半径，ω-偏心块旋转角速度。从公式中可知，离心力与偏心块的旋转角速度ω成正比平方关系，与旋转半径R成正比，提高转速是获得离心力的重要手段，而且，变动旋转半径R也可以改变离心力的大小。
本发明的目的是提供一种可调偏心距制力器，它应能克服激振力波形正、负半周峰值相等的现象，消除开或停机时的共振，还可作为工程机械和行驶机械的助力器。
本发明的目的是这样来实现的在原双轴惯性激振器的基础上(1)用旋转滑架代替偏心块，滑架的滑槽上设有滑块；滑块上设有滚轮。滑块可在滑槽上自由滑动；滚轮可在缸筒内壁作旋滚运动。(2)在两缸筒之间的机架上，设有调节缸筒与转轴中心距的液压机构。
所述的滑架中心孔与转轴固定联接，可有多个径向对称的滑槽，每条滑槽上可设有1付滑块和滚轮。
上述结构可调偏心距制力器，两缸筒中的两转轴各带动滑架作相反方向的旋转，滑架上的滚轮在缸筒内壁滚动，缸筒体承受滚轮的离心力。可通过液压机构使两缸筒的中心连线与两转轴的中心连线在纵向y轴上产生平行偏移，产生偏心距，从而改变在滑架上滚轮重心的旋转半径R的大小，改变单向激振力的大小，同时还改变了滚轮的旋转角速度ω。与原双轴惯性激振器相比，在激振力与滚轮旋转角度的工作波形上，正波形峰值大于负波形峰值，甚至无负波形，所产生的单向激振力为偏离单向激振力，该力的指向不变。通过调节转轴与缸筒的中心偏心距，可改变激振力的大小，相当于1个离合器与一个变力器的作用，而且是无级调力的作用，在起动与停机时都可以把所述的偏心距调到为零的状态下进行，以消除共振现象。又由于所述偏心距的调节有正负值，所以在用于行走机械作助力推进器时，还可以作为制动功能的一部份，即可以采用反向推力作为制动力，使行驶机械的制动更为迅速。而且可将制力器的体积做得较小，重量轻，提高转速加大振动力或振动频率，对制力器结构无影响。
下面结合附图，对本发明作进一步说明。
图1所示，是原双轴惯性激振器原理结构图。
图2所示，是图1的激振力PY与偏心块旋转角ω的关系曲线图。
图3所示，是四滚轮式可调偏心距制力器的原理结构图。
图4所示，是图3沿C-C线的剖视图。
图5所示，是图3的激振力与滚轮旋转角ω关系曲线图。
图6所示，是双滚轮或可调偏心距制力器的原理结构图。
图7所示，是图6的激振力PY与滚轮旋转角ω关系曲线图。
图8所示，是八滚轮式可调偏心制力器的原理结构图。
图9所示，是图8的激振力PY与滚轮旋转角ω关系曲线图。
图10所示，是本发明用于定向力沉拨桩机原理示意图。
图11所示，是本发明用于定向力压路机原理示意图。
图1和图2是原双轴惯性激振器的原理结构和关系曲线图，在前面已作了说明。
在图3图4中，是本发明的原理结构图，其中，图4是在图3沿C-C线剖后，顺时针旋转90度而成。在机壳1内的两转轴2上，滑架5代替了原激振器的偏心块3，其中心孔与转轴固定联接。滑架5上有4个对称于轴的径向滑槽6。在滑槽6中设有可沿滑槽滑动的滑块7，滑块7的中间设有一个用于安装带轴滚轮8的轴孔，滚轮8可随滑块7沿滑槽6滑动，还可在缸筒4的内壁滚动。在图中，每个缸筒4中有两个对称于轴的滚轮8，两个缸筒共4个滚轮。两个缸筒4内的结构相同。在机壳1的两个缸筒4之间设有上下液压机构的油缸14和12。与油缸12配合的有下柱塞10及机架9下侧，两者通过螺孔和螺钉13固定联接；与油缸14配合的有上柱塞15及机架9上侧，同理两者也通过螺孔和螺钉13固定联接。两柱塞10和15中心孔11、16，用于连接液压油管。当然，液压机构还应有油泵、换向滑阀和油管等组成，在这里为了简洁，没画出来。在图3中，当油缸14充油、油缸12回油，则机壳1及两缸筒4向下移动；反之，油缸12充油、油缸14回油，则机壳1及两缸筒4向上移动。机壳1不管向上或向下移动，都可调节两转轴2中心连线X-X与两缸筒4中心连线X1-X1的距离e，即偏心距e。图3中的偏心距e是下偏的，当两转轴2被转向相反转动，各带动滑架5及滚轮8转动。在机架9、前端板18和后端板20的周边，有一些透孔，用于通过螺栓19，将机架9与前端极18、后端板20固定联接，以及与其他机械联接。从动齿轮22装在后端板20与齿箱盖21构成的腔内，中心孔与转轴2的一端静配合，其齿轮部分与主动齿轮啮合，传递动力，主动轮在图中未画出。齿箱盖21通过螺栓与后端板20固定联接。在图4中的结构，除转轴2、滑架5、滑块7、滚轮8和缸筒4之外，其余的结构为示意。而且，两缸筒4中的结构相同，但轴转向相反。
在图5中的曲线，体现了图3四滚轮式可调偏心距制力器激振力PY与滚轮8旋转角度ω的关系，其特点是只有正波形，这是一种单向激振力，变化频率比原激振器提高1倍。
在图6中，在每个缸筒4中的滑架5的一个滑槽6上，仅设置了一个滚轮8，其余的结构均与图3的相同。图7中的曲线，表现了图6的双滚轮式可调偏心距制力器激振力PY与滚轮8旋转角度ω的关系，其特点是正波形峰值大于负波形峰值，也是一种单向激振力。
在图8中，在每个缸筒4中的滑架5的四个滑槽上，都设置了滚轮8，滚轮的布置对称于y轴，其余的结构均与图3的相同。图9的曲线，体现了图8的八滚轮式可调偏心距制力器激振力PY与滚轮8旋转角度ω的关系，八个滚轮迭加获得的单向激振力PY不仅指向不变，其大小变化小，但是，振动频率比前述四滚轮的制力器又增加了一倍。
由图3～图9中可知，本制力器在滑架上增加滚轮的数目，不仅可以使单向激振力的指向不变，而且，其大小随滚轮数的增加而趋于稳定。这就是本制力器能调节偏心距带来的单向激振力的特点。实际上，每个缸筒设置6个滚轮，即两缸筒共12个滚轮的制力器已满足单向激振力的稳定要求。据研究，每个缸筒内的滚轮数，以等于4或大于4的偶数为最佳。当然，滑架上的滑槽数也相应均布对称增加。
本发明可调偏心距制力器可应用于工程机械、农业机械、交通运输机械及兵器等各个领域。图10中，是本发明应用于定向力沉拨桩机的原理示意图，在起重机25悬臂的吊钩29上，悬挂由电动机28驱动的可调偏心距制力器27。制力器27的下方设置有与桩头衔接的夹持架26。电动机28的电能通过可移动电缆供给。当用于沉桩时，利用制力器27指向向下的激振力，将桩下沉；当用于拨桩时，利用制力器27指向向上的激振力和起重同的提升力，将桩拨出。图11中，是本发明用于压路机的原理示意图，在压路机31的碾压滚轮32的上方，设置可调偏心距制力器27，原压路机的后轮为行驶驱动轮33不变。在压路机31碾压路的过程中，制力器27产生指向向下的激振力，该力的大小和方向不变，在压路机31的工作过程起着重要的作用，基本上与压路机31的自重关系不大。所以，本制力器在压路机上的应用，可将压路机设计成体积小，重量轻的机器，对节约能源和原材料，以及增强压路机的灵活性都有很大的益处。
权利要求
1.一种可调偏心距制力器，包括机壳、两个缸筒和每个缸筒内的转轴，其特征在于这还包括a、由包括滑架、滑块和滚轮组成的缸筒内转动结构，其中，滑架的中心孔与缸筒内的转轴固定联接；滑块设在滑架的滑槽中；滑块的中心孔支承着带轴的滚轮；滚轮能在缸筒的内壁滚动；b、由包括机架、设在两缸筒之间的上下油缸和与油缸配套的上下柱塞组成的液压机构，该液压机构能使两缸筒中心连线(X1-X1)与两转轴中心连线(X-X)平行移动，产生偏心距(e)。
2.根据权利要求1所述的可调偏心距制力器，其特征在于每个缸筒内的滚轮数相同，滚轮数为1或偶数，为偶数则均布对称于轴；两缸筒内滚轮的转向相反。
全文摘要
本发明公开了一种可调偏心距制力器,其利用两组数量相同,可在滑架的滑槽中自由滑动的滚轮,在两个缸筒内沿缸筒内壁面作偏心旋滚运动,两缸筒内的滚轮转动的方向相反,产生指向不变的单向激振力。该制力器可代替双轴惯性激振器,可达到高速轻巧及避免共振的效果,可应用于工程机械、农业机械、交换运输、机械及兵器等各个领域。
文档编号F03G7/00GK1263993SQ0011441
公开日2000年8月23日 申请日期2000年3月10日 优先权日2000年3月10日
发明者梁剑锋, 梁剑锐, 梁刚 申请人:梁剑锋