专利名称：振动激励器的制作方法
技术领域：
本发明属于振动技术，即属于振动装置的振动激励器。
本发明主要应用于另件压力或切削加工以后的稳定化处理，以及另件焊接或铸造加工之后为了稳定另件的几何尺寸和形状或减小残余应力，用于试验振动超负荷对运行的安全性和振动稳定性影响例如在飞行器中的振动加载。
本发明的其他应用领域可以是另件振动磨削加工，例如在去除毛刺和清除氧化皮的装置中，建筑材料工业(例如打实水泥或打桩装置)，筑路(例如用于压实沥清和石子的压路机)以及运输装置例如振动传送机或送料器。
目前扩大所研究的振动设备的工艺可能性是最迫切的问题，因为在这种情况下，另件加工时间和相应的电能消耗减少，提高了单位时间和加工的能力，并提高了振动加工的质量。用于产生扰动力的振动激励器最普遍的型式是机械式惰性不平衡振动激励器，它运行最简单并能保证较大的扰动力。根据振动装置的运行条件例如为了调节振动装置的振幅，经常需要大范围地调节所产生的扰动力。
所产生的振动力直接正比于相对旋转驱动轴偏心的不平衡物的振动质量大小，该物体质量中心与旋转驱动轴的距离是旋转驱动轴的旋转频率(角速度)的平方。
因为驱动轴的旋转频率的变化范围较大，导致必须使用与输送电压调节相结合的恒流电动机，所以或是改变振动激励器的偏心质量，或是改变它的质量中心到旋转驱动轴线的距离，这是改变扰动力的最简单的方法。
公开的美国专利SUA-956051的振动激励器包括驱动轴，两个安置在驱动轴上的能相互转动的不平衡物，以及调节不平衡物相互位置的机构，该机构被加工成拉杆形式，并相对在圆柱表面上带有螺旋槽的整个圆柱体同心分布，每一个螺旋槽与不平衡物之一相互作用。圆柱体安装成能沿轴移动，而拉杆与圆柱体相连接。所述结构的缺点是调节不平衡物相互位置的机构笨重且复杂。
专利DE，C，1297928所公开的离心振动激励器实际上最接近本发明，它包括有安装在转动的电动机上的不动的轴。在电动机壳体上，固定着弓形导向装置形式的不平衡物，在该装置中安装有另外的可动的弓形另件形式的平衡物。不平衡物装有调节它的相互位置的机构，该机构被加工成杆状，在定位销的径向受弹性力作用。定位销的未端进入到处于运动中的不平衡物的一个贯穿的通孔中，这样，在移动可动的不平衡物的情况下，可以改变由振动激励器所产生的扰动力。
振动激励器实质的缺点在于，不平衡物相互作置的调节机构不可能在很大范围内改变扰动力以及保证它的平衡的调节，这就不可能对各类另件进行振动加工。所述的振动激励器的缺点是扰动力的调节复杂，因此调节过程中要使用附加的专用器具，例如圆柱杆或销钉，它必须直接插入到每个通孔中，在通孔的下面穿过可拨出的定位销，这样就增加了调节的总时间。
此外，所述的振动激励器有较大的正面阻力系数，因为在移动的不平衡物和电动机之间存在间隙，使振动激励器在工作时噪音增大。
根据本发明所制造的振动激励器，它的不平衡物的相互位置调节机构在同时简化振动激励器的结构和缩小调节时间的情况下，保证了扰动力数值范围大并增加了不平衡物相互分布的调节的均匀性。
所提出的任务是这样解决的在振动激励器中包括驱动轴，在该轴上相互有间隙地和能相互转动地安装有不平衡物，并带有能调节它们相互位置的机构。根据本发明，调节机构被加工成两个同轴分布的圆柱形套筒，套筒带有不平衡物并用加工在它们结合表面上的螺纹相连接。这时，一个套筒固定在传动轴上，而另一个套筒可转动和轴向移动地安装在传动轴上。套筒的同轴分布可以使不平衡物以闭路形式分布，这样可以减小正面阻力，并保证减小操音和动力损失。用螺纹连接不平衡物可以使不平衡物的位置从重合到相反方向即180°方向变化，这使扰动力从最大值到零变化(对于不平衡物所确定的质量)。而实现可动的不平衡物在轴向移动，可以改变不平衡物的相互位置，即在它的整个范围内平衡地调节扰动力的数值。振动激励器所述特性，扩大了被加工另件的种类和振动激励器的工艺可能性。
在本发明最佳实施方案中，向动套筒在轴向作用有弹性力，而在有螺纹的套筒部分加工了环形槽，它的宽度大于相邻近的环之间的距离。槽的存在能使螺纹从啮合状态解脱，并能平稳地调节扰动力。可动的不平衡物的弹性力作用保证使处于工作状态中的不平衡物得到可靠定位。
根据发明结构方案之一，可动套筒在与驱动轴相连接的地方带有环形槽，驱动轴具有轴向孔，在孔的端部有径向凹槽，凹槽的长度大于不平衡物之间的间隙。而在驱动轴的轴向孔中，安装着带有分布在环形槽内的径向通孔的受弹性力作用的杆，而在驱动轴和杆的径向孔中安装有定位销。发明结构的这种方案能把驱动轴分布到两个支座上，首先这可以使用大质量的不平衡物，这样明显地增大了扰动力，也就是说能加工大质量的另件，最终扩大了振动激励器的工艺可能性。
在发明的另一个方案中，可动套筒在它与驱动轴相连接的地方加工有环槽，而驱动轴具有轴向孔，在轴向孔的末端具有与环形槽相连接的径向孔，在该孔中安装有定位销，同时在轴向孔中，安装有位于定位销下面的相互作用并可以相互调节的杆和滚珠。使用滚珠能刚性的无间隙地在槽中固定住定位销。这种方案特别用于高速振动激励器，因为刚性的定位消除了可动另件的间隙，这样提高了振动激励器的寿命。
本发明的其他目的和优点，可用下述实施方案和附图予以说明。
图1为振动激励器总图(纵向剖视图);
图2为图1的A向视图(带有局部剖视);
图3为图1B部分的局部剖视图;
图4为振动激励器的改型方案总图(纵向剖视图);
图5为图4中沿Ⅴ-Ⅴ线的纵向剖视图;
图6振动激励器的结构方案图(纵向剖视)。
振动激励器包括有两个不平衡物1，2(图1)和调节它们的相互位置的机构，该机构加工成两个同轴地被安装在驱动轴3上的圆柱形套筒4，5的形式，在套筒4，5环状的相对的区域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用定位销8固定在驱动轴3上并带有加长壳9，在壳9上面可动地并能转动地安装有套筒5。沿着套筒5圆周被与它一同固定或取下的外圈10箍住。
由于安装在套筒5和刚性连接在轴3上的套筒4之间的弹簧11作用，套筒5在轴向受有弹性力。从外侧，套筒5的可动性由用螺钉13固定在轴3上的法兰12所限制。为传递扭矩在外圈10的凸出部分的内表面具有螺纹14(图2)。螺纹14可以是小模数螺纹的，带键的等等。螺纹14与和它相应的加工在套筒5圆周上的螺纹15相连接，为了能从啮合中解脱和相对套筒4使套筒5能转动以及利用这些调节扰动力的数值，在所述的螺纹14，15中加工环形槽14a，14b，15c(图3)，并使它们的宽度“l”和“s”稍微大于螺纹14，15凸出部分的宽度“k”。这些参数通过计算来选取，以便套筒5螺纹15的花键的凹出部分在向套筒4移动时能进到外圈的槽14a和14b中。这时，槽14a的宽度“l”确定了到套筒4支座前的套筒5的弹性行程。为了便于维修，在外图圈10端面的圆周上刻有标记16(图2)，而在套筒5端面的圆周上带有相对最大扰动力的百分数刻度16a。
传动装置2包括有安装在底座18上的机壳17(图1)。在机壳17中的轴承19、20上装有驱动轴3，驱动轴3从一端悬臂伸出，用于安装在其内部安装着的不平衡物1，2的被连接的套筒4，5，而另一端与电动机21同轴相连。驱动轴3的直径相对电动机21阶梯形减小。机壳17的工作面安装有盖22，而在上面安装有提手23，以便用于运输振动激励器。
振动器按下列方式工作;
在起始状态，套筒5用螺纹15与外圈10的类似螺纹14相连接，从而成了具有偏心不平衡物的被结合的转子。弹簧11和法兰盘12限制了套筒5的轴向位移。在电动机21转动时，不平衡物1，2将扰动力传递给轴3和机壳17，扰动力的大小决定于不平衡物1，2的相互位置。当扰动力需要变化时，使振动激励器停止运转，克服弹簧11的阻力，向套筒4移动套筒5到支座之前为止。这时螺纹15的凸出部分将处于槽14a、14b中。转动套筒5并检察转子刻度16a，确定所要求的扰动力的数值，然后松开套筒5。弹簧11使套筒5回复到初始位置，螺纹15与外圈10的螺纹14相啮合，这就为转子工作作好准备。然后接通传动装置21，运转继续进行。
图4中所示为一种振动激励器的结构方案，它与上述方案的区别在于轴3有两个支座24，25，以及产生调节不平衡物1，2相互位置的机械的变化。两个支座24，25的存在，可以增加不平衡物1，2的质量，这显然增大了扰动力即扩大了振动激励器的工艺可能。套筒5沿轴向与螺纹14相啮合处到螺纹15的出口移动，即按用途与第一方案的槽14a相同的不平衡物1，2之间的间隙“l”要多少比螺纹凸出部分的宽度“k”大，并被套筒4的端部限制，套筒带有壳26。处于工作位置的套筒5按下述形式确定。沿与传动装置21相反方向的传动轴3的轴线加工有轴向孔27。在它里面安装有杆28，在杆28的一端带有端头29，而在其另一端带有径向孔30，在孔30中安装有径向定位销31，定位销31也通过传动轴3中的已有的径向通槽32，并与环状槽33相互作用，槽33被加工在与轴3相连接的套筒5的26的表面上。杆28受到位于传动轴3的镗孔34内的弹簧11的作用。所述另件的参数由与螺纹14相啮合的螺纹15凸出部分的出口条件和套筒5转动的可能性确定。孔27的长度由径向槽32的分布的条件来确定，以保证定位销31与环形槽33即套筒5的相互作用。槽32的宽度被加工成能保证定位销31无阻挡地径向通过，它的长度d应保证套筒5的所需行程l。定位销31的长度由它在槽33的径向相对区间自由分布而定，槽33的宽度由保证定位销31在它里面自由移动而定。而深度要足够使槽33的肩部与定位销31相互作用。
为了使杆28与定位销31相装配，即在杆28的孔30中安装定位销31，在壳26中加工了工艺孔35(图5)，孔35与环形槽33重合，而直径由定位销31的自由行程的计算来确定。在装配之后，孔35用螺塞36封闭。为了便于套筒5的转动，在它的伸出部分上加工了刻线37(图4)。
支座24的轴承19用盖板38固定，而支座25的轴承20用轴3的变粗部分39盖住，这样可防止轴承落入灰尘和润滑油从它们中间抛出。
振动激励器的工作形式如下。在工作位置中螺纹14和15相连接，因为套筒5在此位置时用定位销31，杆28和弹簧11限定。在排除传动装置21的情况下，不平衡物1，2的转动保证向轴3，并通过支座24，25向机壳17传递扰动力。
在需要改变扰动力大小时切断电动机21，使振动激励器停止运转。为了变换到新的力，克服弹簧11的阻力对头部29施加压力，移动杆28，这时进入到孔30中的定位销31与壳26的槽33相互作用，同时移动套筒5，使螺纹15从与外圈10的螺纹14的啮合中解脱到达套筒4的端面支座前，即螺纹15的凸出部分进入到间隙“l”，使套筒5能够转动。在转动杆28的头部29或刻线37处的套筒5的突出部分的同时，扭转套筒5，为了确定所要求的力，根据刻度16a控制转动。放开头部29之后，弹簧11使杆28处于初始状态，引导定位销31、套筒5，使它的螺纹15与外圈10的螺纹14相啮合，并形成转子，为运行作好准备。
振动激励器的另一个实施方案如图6所示。它与调节不平衡物1，2相互位置的上述机构的结构不同。与杆28相互作用的滚珠40被安装在传动轴3的轴向孔27的定位销的下面。因此孔27带有螺纹调节装置41，而在杆28上带有螺纹调节装置42。对于定位销，在传动轴3内部有一径向孔43，它的直径保证定位销31自由移动，并使孔43与轴向孔27相通。
振动激励器的另件参数按这样原则选取，即保证螺纹14，15啮合分开的可能性。因此应当保证套筒5的轴向行程稍大于螺纹14的宽度。定位销31的长度由与环状槽33的肩部最佳作用来确定，例如等于轴3的半径与槽33的深度之和。与滚珠40相互作用的定位销的端面可以加工成圆锥体或半球状。杆28的长度、滚珠的数量和直径，孔27的直径，由保证滚珠40与定位销31相互作用的条件来选取。滚珠40的直径由保证流动的条件选取，它小于孔27直径4-5倍。定位销31的直径与孔27的直径相等。为了确定定位销31的位置，在轴3上应带有标记44，这对改善操作是必需的。在套筒5圆柱部分的外端带有法兰凸出部分45，这使得与可动的套筒5一起操作。甚为轻快。
所述方案的工作特点是扰动力的调节程序不同。
在需要改变扰动力的数值时，要停止电动机21。为了向新的力转换，在轴3上刻有标记44，以表明定位销31在上面垂直位置。扭转头部29时，旋出旋转杆28，增加了被滚珠40占据的孔27的容积。最后滚珠在孔27中滚动，定位销31从环形槽33中下降，使套筒5解脱。在凸出部分45中移动套筒5时，套筒5沿轴3的轴线移动，由与外圈10的螺纹14的啮合中导出螺纹15，并旋转它。根据刻度16a控制转动，对着标记16，确定所需要的指数，并向相反轴向移动，使螺纹15与螺纹14相啮合。为了固定给定的位置，转动头部29，拧紧杆28，从而开始使滚珠40密集，然后把定位销31挤向环形槽33把它刚性固定在该位置处，消除了套筒5的轴向移动。
当接通电动机21时，不平衡物1，2保证通过支座24向轴3和机壳17传递扰动力。
权利要求
1.一种振动激励器，包括有传动轴(3)，在它上相互有间隙并能相互转动地安装有不平解物(1，2)，不平衡物(1，2)带有调节它的相互位置的机构，其特征是，调节机构加工成两个同心排到的圆柱形套筒(4，5)，套筒(4，5)带有不平衡物(1，2)它们之间通过被加工在套筒(4，5)的连接表面上的螺纹(14，15)相连，同时一个套筒(4)刚性地连接到传动轴(3)上，而另一个套筒(5)可转动并能轴向移动地与传动轴(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的振动激励器，其特征是可移动的套筒(5)在轴向受有弹性力，并且有螺纹(14，15)的套筒(4，5)的位置处加工了环形槽(14a，14b，15c)，它们的宽度大于邻近槽(14a，14b，15c)之间的距离。
3.根据权利要求1所述的振动激励器，其特征是，可动套筒(5)在与传动轴(3)相连接处加工有环形槽(33)，而传动轴(3)在其径向有凹槽(32)终端有轴向孔(27)，槽(32)的长度d大于不平衡物(1，2)之间的间隙(1)，同时在转动轴(3)的轴向孔(27)中安装有带有径向通孔(30)的受有弹性力的杆(28)，通孔(30)位于环形槽(33)部位，而在传动轴(3)和杆(28)的径向孔(32，30)中安装有定位销(31)。
4.根据权利要求1所说的振动激励器，其特征是，可动套筒(5)在它与传动轴(3)相连接处加工有环形槽(33)，而传动轴(3)具有其终端带有径向孔(32)的轴向孔(27)，孔(32)与环形槽(33)相连，在孔(32)中安装有定位销(31)，同时，在传动轴(3)的轴向孔中的定位销(31)的下面，安装有彼此相互作用的调节杆(28)和滚珠(40a)。
全文摘要
振动激励器包括有传动轴(3)，在它上面安装有相互有间隙的不平衡物(1、2)和调节它们之间相互位置的机构。调节机构被加工成同心布置的套筒(4，5)，套筒(4，5)带有不平衡物(1，2)并通过螺纹(14，15)彼此相连接，螺纹(14，15)位于套筒(4，5)的连接表面上。其中，一个套筒(4)被刚性地安装在传动轴(3)上，而另一个套筒(5)可转动和能轴向移动地被安装在传动轴(3)上。
文档编号B06B1/16GK1044240SQ8910090
公开日1990年8月1日 申请日期1989年1月20日 优先权日1989年1月20日
发明者亚历山大·伊斯夫维奇·雷哥, 维亚奇斯里夫·马特维奇·亚里瑟夫, 瑟格·亚里维奇·彼罗维亚 申请人:克拉马托尔斯克工业学院, 弗·依·列宁生产联合企业-理复斯基工厂, “诺沃拉马托尔斯克机器制造厂”制造公司