一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置的制作方法

本实用新型涉及一种激振力与振动频率分别可调节的气动激振器，尤其是涉及一种通过改变压缩空气的压力以调节激振力、改变活塞行程或者活塞质量以调节振动频率的气动激振装置。

背景技术：

目前，市场上销售的气动激振器通过调整压缩空气压力一个工作参数，气动激振器的激振力和振动频率就会同时发生变化。这种气动激振器存在的问题是：激振力和振动频率相互关联，不能进行单独调整，难以得到所需的激振力和振动频率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种振动输出参数（激振力、振动频率）能够进行独立调整，并形成相对稳定振动输出的气动激振装置。它既可以作为振动源使用，也可以安装于钢板结构的存储仓外侧，用于清理矿石仓、粉料仓等储料装置的堵塞或者下料不畅问题，还可作为单向振动平台的振动源使用。

为了实现上述目的，本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置，包括用于往复运动的质量可调活塞，用于固定激振器的连接底座，用于提供活塞运动空间的缸体，用于密封缸体的顶盖以及用于调整活塞行程的带螺纹的气孔堵塞。

进一步，所述的气动激振装置为活塞往复直线运动的气动激振器。

进一步，所述的质量可调活塞，两端有与缸体可滑动间隙配合的制造精度，并且质量可调活塞可通过加减质量块实现质量可调。

进一步，所述的缸体沿母线方向开有带螺纹的排气孔，排气孔与气孔堵塞配合可调整质量可调活塞的行程。

本实用新型中激振力与振动频率的调整计算方法为：

设压缩气体的压力为，活塞作用面积为，活塞直径为，则作用在活塞上的力（忽略重力影响）为

（1）

从平衡点开始，压缩气体通过进气口进入质量可调活塞的下腔（如图1所示），活塞运动初速为0，位移为，则

（2）

式中，为质量可调活塞运动的加速度，根据牛顿第二定律，，将（1）式代入整理有

（3）

在位移后，且气体通过槽和气道自动换向使气体进入质量可调活塞的上腔时

（4）

（5）

质量可调活塞在换向运动时，在反向加速度-的作用下，先将质量可调活塞速度由，则速度方程为

（6）

（7）

位移为

（8）

质量可调活塞反向加速，加速度为，位移为S后，气体通过槽和气道自动换向使气体进入质量可调活塞的下腔，质量可调活塞开始在加速度作用下减速为0。

由此，质量可调活塞完成一个周期的运动。

本实用新型所述激振装置的振动输出参数有

激振力为

（9）

振动频率为

（10）

从式（9）和式（10）可以看出，通过改变质量可调活塞的行程或者改变质量可调活塞的质量，实现对振动频率的调整。

为了调整质量可调活塞的行程，在缸体母线上开设若干螺纹孔，根据行程需要开放部分排气孔，同时堵塞其他排气孔（如图1所示），可形成不同的位移。

再根据结构图2，在质量可调活塞两端留出与缸体滑动间隙配合的圆柱部分，中部利用螺栓螺母连接，可加减质量块的质量可调活塞。

本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置的工作原理是：

通过计算调整好高压气体的压力、质量可调活塞的质量及行程后，装配整个激振装置，即通过螺纹连接，将活塞缸体固定在安装基板上；质量可调活塞装在缸体内，再用顶盖封住缸体另一头，质量可调活塞在密闭的缸体内有直线往复运动空间。活塞上开有二条独立通往上腔与下腔的通道，压缩气体通过进气口进入激振装置内质量可调活塞的下腔，推动活塞上行，上腔的高压气体通过缸体上的排气孔排出。当活塞在压缩气体压力的推动下上行一定位移后，高压气体通过槽和气道自动换向使气体进入质量可调活塞的上腔时，压缩气体使质量可调活塞的速度下降为零后再反向运动，下行至终端，第一循环结束，第二循环开始，依次不断的往复循环使激振装置产生平动和晃动，从而产生振动力。

本实用新型采取以上技术方案后的有益效果是：

通过在缸体上开设螺纹孔，采用气孔堵塞调整活塞的行程以及采用改变活塞质量的方法，可使本实用新型设计的气动激振装置在压力一定的条件下，实现振动频率的改变；通过调整压缩气体的压力，可实现激振力的改变。

附图说明

图1为本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置的主体纵剖结构示意图。

图2为本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置中质量可调活塞的结构示意图。

在图1-2中：1-连接底座，2-质量可调活塞 ，3-缸体，4-顶盖，5-气孔堵塞，6-连接螺栓螺母副，7、8、9-可拆卸质量块。

具体实施方式

为进一步描述本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置作更为全面的说明。

如图1-2所示，本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置，包括连接底座1，质量可调活塞2 ，缸体3，顶盖4，气孔堵塞5，连接螺栓螺母副6，可拆卸质量块7、8、9。

实施案例：

首先，根据所需激振力的要求，按照表达式（9）计算所需的压缩气体的压力；其次，根据振动频率的要求，根据表达式（10）协调选取活塞质量与活塞行程；再按照所选取的质量可调活塞2的质量，选配可拆卸质量块7或者8或者9或者它们的组合体，选定后利用连接螺栓螺母副6将所选质量块固定于质量可调活塞2上，并保证质量可调活塞2不与缸体内表面发生干涉，且保持滑动间隙装配；然后，根据所选取的质量可调活塞2的行程，利用气孔堵塞5开通或者封堵开设在缸体3上的行程调节孔；最后，在缸体3一端通过螺纹装配连接底座1，另一端通过螺纹装配顶盖4，由此完成激振器的安装。

通过连接底座1上的安装孔可将本实用新型一种激振力与振动频率分别可调的气动激振装置作为振动源连接在所需设备上，然后在气缸中部的进气口通入压缩气体，激振装置内质量可调活塞2即可实现上下往复运动，同时所述激振装置的连接底座1向外输出所需的激振力和振动频率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。