专利名称：一种高效叶轮式气振动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及气动元件，尤指一种用于振动筛设备中的叶轮式气振动器。
背景技术：
传统的振动筛的结构如图I所示，包括筛框01，设于筛框01上的开有网孔的筛网02，及固定在筛框01上的振动源03。振动源03有采用超声波振动源，也采用气振动器，目前，超声波振动源价格较高，振动频率高，振动效果好，而气振动器由于振动频率和振幅都较小，振动效果不佳，价格较低。现有的气振动器带动负载运动时，负载运动轨迹多为不规则曲线，无法实现负载的定向直线的运动，消耗的无用功较多，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效叶轮式气振动器，它结构简单，成本低，振幅大，振动效果好，效率较高。本发明是通过如下技术方案来实现的—种高效叶轮式气振动器，包括振动器壳体，在振动器壳体里面最少安装有一对压缩空气驱动的叶轮，即左叶轮和右叶轮，左叶轮和右叶轮分别安装在左转轴和右转轴上，同步传动机安装在左转轴和右转轴上，左叶轮的重心偏离左转轴的轴心形成偏心距LI，右叶轮的重心偏离右转轴的轴心形成偏心距L2，左叶轮和右叶轮通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以部分或者全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度。上述所述的左叶轮的重心和右叶轮的重心关于Y轴对称，偏心距LI等于偏心距L2。上述所述的左叶轮的重心和右叶轮的重心关于Y轴非对称，偏心距LI不相等偏心距L2，两偏心距之比在0. 8 I的范围。上述所述的左叶轮的重心的同步角0 1与右叶轮的重心同步角0 2之差的绝对值在0 60度的范围。上述传动机构是包括相互啮合的左齿轮和右齿轮，左齿轮和右齿轮分别安装在左转轴和右转轴上。上述所述传动机构是传动机构是同步带传动或者链条传动。上述所述的振动器壳体内设有三个型腔，分别为下型腔、左上型腔及右上型腔，其中下型腔内装有一对啮合的左齿轮和右齿轮，左上型腔和右上型腔内分别装有一个带齿的左叶轮和右叶轮。上述所述的左叶轮上设有减轻孔和偏心块，右叶轮上设有减轻孔和偏心块，左转轴和右转轴通过振动器壳体上的端盖上的滚动轴承支承，振动器壳体上的进气孔设在左叶轮和右叶轮的对称中心面上、排气孔设在与进气孔中心平面平行且在叶轮旋转半径的切平面上。上述所述的左上型腔和右上型腔为大小相等的圆柱型腔，左上型腔同下型腔之间有一通孔，右上型腔同下型腔之间有一通孔，通孔和通孔直径大小相等、轴心共面且平行，左上型腔和通孔同圆心，右上型腔和通孔同圆心。上述所述的端盖圆柱形，端盖分别设有用于安装滚动轴承的轴承座孔。上述所述的左叶轮和右叶轮是完全相同的。本发明具有的有益效果(I)利用压缩空气从进气口进入到气振动器壳体封闭上型腔内，气体的推力作用在左叶轮和右叶轮转动，左叶轮和右叶轮通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以部分或者全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，结构简单，成本低，振幅大，振动效果好，效率较高，价格相当于超声波振动器的1/20，但振动幅度大，产生的振动效果与超声波振动器相当。(2)左叶轮的重心和右叶轮的重心关于Y轴对称，偏心距LI等于偏心距L2，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向全部相互抵消，Y轴方向获得最大的振幅效果。(3)左叶轮的重心和右叶轮的重心关于Y轴非对称，偏心距LI不相等偏心距L2，两偏心距之比在0. 8 I的范围，或者左叶轮的重心的同步角0 I与右叶轮的重心同步角0 2之差的绝对值在0 60度的范围，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以部分相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度。(4)振动器壳体内设有三个型腔，分别为下型腔、左上型腔及右上型腔，其中下型腔内装有一对啮合的左齿轮和右齿轮，左上型腔和右上型腔内分别装有一个带齿的左叶轮和右叶轮，左叶轮上设有减轻孔和偏心块，右叶轮上设有减轻孔和偏心块，左转轴和右转轴通过振动器壳体上的端盖上的滚动轴承支承，振动器壳体上的进气孔设在左叶轮和右叶轮的对称中心面上、排气孔设在与进气孔中心平面平行且在叶轮旋转半径的切平面上，由于压缩空气的进气在两叶轮的对称中心面上，排气设在与进气孔中心平面平行且在叶轮旋转半径的切平面上，两叶轮的另一端通过轴连接有一对啮合的齿轮，而叶轮上配有偏心块，这样叶轮在旋转时有啮合齿轮的限制作用，使叶轮以相向同步旋转，结构简单，安装制造容易，制造成本低。(5)振动器的壳体采用上、下两端开放结构，在加工、安装都很方便，大大节约加工成本，当任一件磨损后可方便地更换，从而降低气振动器的维修成本，延长使用寿命。同时叶轮同齿轮设置在两个型腔内，两个型腔之间靠齿轮轴的间隙密封，使压缩空气有效的作用在叶轮上，而齿轮的旋转有不会对叶轮的旋转产生影响。
图I是传统的振动筛的结构示意图；
图2是本发明叶轮式气振动器剖面图。图3是图2的一种结构的A-A剖视图。图4为图2的另一种结构的A-A剖视图。图5为本发明气振动器壳体剖面图。
图6为本发明一种端盖剖视图。图7为本发明另一种端盖剖视图。图8为本发明的原理示意图。图9是图8的受力分析图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明 如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，一种高效叶轮式气振动器，包括振动器壳体1，在振动器壳体I里面最少安装有一对压缩空气驱动的叶轮，即左叶轮21和右叶轮22，左叶轮21和右叶轮22分别安装在左转轴31和右转轴32上，同步传动机安装在左转轴31和右转轴32上，左叶轮21的重心A偏离左转轴31的轴心01形成偏心距LI，右叶轮22的重心B偏离右转轴32的轴心02形成偏心距L2，左叶轮21和右叶轮22通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，使左叶轮21和右叶轮22上的偏心力在X轴方向可以部分或者全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，Y轴方向是振动输出的方向。当左叶轮21的重心A和右叶轮22的重心B关于Y轴对称，偏心距LI等于偏心距L2，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向全部相互抵消，Y轴方向获得最大的振幅效果，损耗最小，效率最闻。当左叶轮21的重心A和右叶轮22的重心B关于Y轴非对称，偏心距LI不相等偏心距L2，两偏心距之比在O. 8 I的范围，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以部分相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，但不是最佳方案。当左叶轮21的重心A的同步角Θ I与右叶轮22的重心B同步角Θ 2之差在O 60度的范围，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以部分相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，但不是最佳方案。传动机构是包括相互啮合的左齿轮41和右齿轮42，左齿轮41和右齿轮42分别安装在左转轴31和右转轴32上，齿轮的齿形可以为直齿、斜齿和人字形齿，本实例齿轮为直齿；啮合的一对齿轮为齿形、模数、齿数、齿轮厚度完全相同；齿轮齿数为8 25。上述的振动器壳体I内设有三个型腔，分别为下型腔16、左上型腔17及右上型腔18，其中下型腔16内装有一对啮合的左齿轮41和右齿轮42，左上型腔17和右上型腔18内分别装有一个带齿的左叶轮21和右叶轮22，左叶轮21上设有减轻孔211和偏心块212，右叶轮22上设有减轻孔221和偏心块222，左转轴31和右转轴32通过振动器壳体I上的端盖6上的滚动轴承5支承，振动器壳体I上的进气孔14设在左叶轮21和右叶轮22的对称中心面上、排气孔15设在与进气孔14中心平面平行且在叶轮旋转半径的切平面上，左上型腔17和右上型腔18为大小相等的圆柱型腔，左上型腔17同下型腔16之间有一通孔191，右上型腔18同下型腔16之间有一通孔192，通孔191和通孔192直径大小相等、轴心共面且平行，左上型腔17和通孔191同圆心，右上型腔18和通孔192同圆心，所述的端盖6圆柱形，端盖6分别设有用于安装滚动轴承5的轴承座孔61。左上型腔17和右上型腔18中心距为两齿轮啮合中心距。叶轮上的减轻孔个数大于等于I个，偏心块个数大于等于I个，本实例叶轮减轻孔个数为3个,偏心块个数为I个,在安装时叶轮一个下正装一个反装。齿轮轴同齿轮可以做成一体；传动机构也可以是传动机构是同步带传动或者链条传动。上述所述的左叶轮21和右叶轮22可以是完全相同的。振动器壳体I采用上、下两端开放结构，在加工、安装都很方便，大大节约加工成本，当任一件磨损后可方便地更换，从而降低气振动器的维修成本，延长使用寿命。同时叶轮同齿轮设置在两个独立型腔内，两个型腔之间靠齿轮轴的间隙密封，使压缩空气有效的作用在叶轮上，而齿轮的旋转不会对叶轮的旋转产生影响，使定向振动更加平稳。本发明的原理是如图8和图9所示，左叶轮21的重心A偏离左转轴31的轴心01形成偏心距LI，右叶轮22的重心B偏离右转轴32的轴心02形成偏心距L2，左叶轮21和右叶轮22通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，AOl的连线围绕轴心01逆时针旋转，B02的连线围绕轴心02顺时针旋转，在左叶轮21的重心A的同步角Θ I与右叶轮22的重心B同步角Θ 2之差的绝对值在O 60度的范围；当偏心距LI等于偏心距L2时，同步角ΘI与同步角Θ2之角度差为O时，正好对称，使左叶轮和右叶轮上的偏心力在X轴方向可以全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得最大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，是最佳方案，获得定向直线运动效果。当偏心距LI不等于偏心距L2时，两者有一个小的差距，或者偏心距LI等于偏心距L2且同步角Θ I与同步角Θ2之角度差不为O时，作用力在振动输出的方向Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，但在X轴方向还残留一定的作用力，形成曲线运动轨迹。在图9中，将左叶轮21的重心A绕轴心01逆时针旋转，在切线方向产生作用力F1，作用力Fl分解在X轴和Y轴的作用力为F3和F5 ;右叶轮22的重心B绕轴心02顺时针旋转，在切线方向产生作用力F2，作用力F2分解在X轴和Y轴的作用力为F4和F6，作用力F3与作用力F4大小接近，方向相反，因此全部或者大部分抵消X轴方向的作用力，作用力为F5与作用力为F6大小接近，方向一致，在振动输出方向的Y轴获得叠加，从而获得较大的振幅，虽然在振动频率没有提升的情况下，振动幅度大幅提升，振动效果好，效率较高，价格相当于超声波振动器的1/20，但振动幅度大，产生的振动效果与超声波振动器相当。
权利要求
1.一种高效叶轮式气振动器，包括振动器壳体(I)，其特征在于在振动器壳体(I)里面最少安装有一对压缩空气驱动的叶轮，即左叶轮(21)和右叶轮(22)，左叶轮(21)和右叶轮(22)分别安装在左转轴(31)和右转轴(32)上，同步传动机安装在左转轴(31)和右转轴(32)上，左叶轮(21)的重心(A)偏离左转轴(31)的轴心(Ol)形成偏心距LI，右叶轮(22) 的重心(B)偏离右转轴(32)的轴心(02)形成偏心距L2，左叶轮(21)和右叶轮(22)通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，使左叶轮(21)和右叶轮(22)上的偏心力在X轴方向可以部分或者全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度。
2.根据权利要求I所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于左叶轮(21)的重心 (A)和右叶轮(22)的重心(B)关于Y轴对称，偏心距LI等于偏心距L2。
3.根据权利要求I所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于左叶轮(21)的重心 (A)和右叶轮(22)的重心(B)关于Y轴非对称，偏心距LI不相等偏心距L2，两偏心距之比在0.8 I的范围。
4.根据权利要求I所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于左叶轮(21)的重心 (A)的同步角0 I与右叶轮(22)的重心⑶同步角0 2之差的绝对值在0 60度的范围。
5.根据权利要求I或2或3或4所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于传动机构是包括相互啮合的左齿轮(41)和右齿轮(42)，左齿轮(41)和右齿轮(42)分别安装在左转轴(31)和右转轴(32)上。
6.根据权利要求I或2或3或4所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于传动机构是同步带传动或者链条传动。
7.根据权利要求5所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于振动器壳体(I)内设有三个型腔，分别为下型腔(16)、左上型腔(17)及右上型腔(18)，其中下型腔(16)内装有一对啮合的左齿轮(41)和右齿轮(42)，左上型腔(17)和右上型腔(18)内分别装有一个带齿的左叶轮(21)和右叶轮(22)。
8.根据权利要求7所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于左叶轮(21)上设有减轻孔(211)和偏心块(212)，右叶轮(22)上设有减轻孔(221)和偏心块(222)，左转轴 (31)和右转轴(32)通过振动器壳体(I)上的端盖(6)上的滚动轴承(5)支承，振动器壳体(I)上的进气孔(14)设在左叶轮(21)和右叶轮(22)的对称中心面上、排气孔(15)设在与进气孔(14)中心平面平行且在叶轮旋转半径的切平面上。
9.根据权利要求7所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于左上型腔(17)和右上型腔(18)为大小相等的圆柱型腔，左上型腔(17)同下型腔(16)之间有一通孔(191)，右上型腔(18)同下型腔(16)之间有一通孔(192)，通孔(191)和通孔(192)直径大小相等、 轴心共面且平行，左上型腔(17)和通孔(191)同圆心，右上型腔(18)和通孔(192)同圆心。
10.根据权利要求8所述的一种高效叶轮式气振动器，其特征在于所述的端盖(6)圆柱形，端盖(6)分别设有用于安装滚动轴承(5)的轴承座孔(61)。
全文摘要
本发明涉及一种高效叶轮式气振动器，包括振动器壳体(1)，其特征在于在振动器壳体(1)里面最少安装有一对压缩空气驱动的叶轮，即左叶轮(21)和右叶轮(22)，左叶轮(21)和右叶轮(22)分别安装在左转轴(31)和右转轴(32)上，同步传动机安装在左转轴(31)和右转轴(32)上，左叶轮(21)的重心(A)偏离左转轴(31)的轴心(O1)形成偏心距L1，右叶轮(22)的重心(B)偏离右转轴(32)的轴心(O2)形成偏心距L2，左叶轮(21)和右叶轮(22)通过同步传动机构实现同步纯滚动且旋转方向相反，使左叶轮(21)和右叶轮(22)上的偏心力在X轴方向可以部分或者全部相互抵消，在Y轴方向叠加起来，获得较大的定向振动力，提高Y轴振动幅度，振动效果好，效率较高，价格低。
文档编号B06B1/18GK102626688SQ20121010624
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者柯儒群 申请人:裕东(中山)机械工程有限公司