一种免共振振动齿轮箱的制作方法

本技术涉及工程机械，尤其涉及一种免共振振动齿轮箱。

背景技术：

1、液压振动锤是桩基础施工中的重要设备之一，它通过振动齿轮箱内偏心块的高速旋转而产生激振力，可将桩体周围的土壤“液化”，减少桩土阻力，迅速达到沉桩的目的。

2、这种振动齿轮箱是依靠成对的偏心质量块转动产生竖向激振力，在启动和停机时，会出现设备的共振现象，特别在市区会对邻近建筑物造成过大振动，因此限制了这种振动锤在市区的使用。

3、现有技术，申请号为cn201710259597.5的文献公开了一种液压振动锤，其包括有减振装置、振动装置及夹持装置，所述的振动装置包括有激振箱、与激振箱联动的顶板、架设于顶板上的减振架、均布于减振架上的减振橡胶、与减振架连接的吸振盖、设于减振架与吸振盖之间的保险机构、二次减振架以及设于二次减振架上的减振橡胶，激振箱内设有横截面呈半圆状的偏心轮、与偏心轮联动的齿轮及主轴，偏心轮及齿轮上分面对应的设有供主轴安装的安装孔，顶板与激振箱之间设有马达连接器，所述的偏心轮与齿轮一体锻造加工成型，主轴上套设有轴承，轴承与主轴之间套设有轴套，主轴与偏心轮及齿轮联动连接；所述的顶板为安装板，安装板相对于与减振架连接一端的另一端处设有与安装板可拆卸连接且与安装板平行贴合的下顶板。

4、该振动锤的激振箱设有成对的偏心轮，该激振箱是依靠成对的偏心轮转动产生竖向激振力，成对的偏心轮产生的水平方向的离心力相互抵消，垂直方向的离心力相互叠加，从而产生相互叠加竖向激振力，该激振箱偏心轮的偏心力矩不可调节，激振箱在启动和停机时，会出现设备的共振现象，对设备本身造成严重的影响，导致故障率上升和寿命降低，同时共振产生的大振幅和噪音，也对工作人员健康及周围环境造成非常不利的影响。

5、因此，亟需开发一种免共振振动齿轮箱，能在启动或停止过程中调节偏心力矩，消除振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象，降低设备故障率、延长设备寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于针对上述的不足，提供一种免共振振动齿轮箱，通过科学的结构设计，在振动齿轮箱内增设齿轮相位变换器，两组成对的齿轮偏心块在启动和停机时，通过齿轮相位变换器调节各齿轮偏心块之间的相对位置，使齿轮偏心块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，该免共振振动齿轮箱能在启动或停止过程中调节偏心力矩，消除振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象，降低对周围环境的不利影响。

2、其技术方案如下：

3、一种免共振振动齿轮箱，包括箱体、齿轮相位变换器、偏心齿轮组、过渡齿轮、第一驱动总成、第二驱动总成，所述第一驱动总成、第二驱动总成分别安装在所述箱体的两端，所述偏心齿轮组安装在所述箱体的中间，所述过渡齿轮安装在所述第一驱动总成与所述偏心齿轮组之间，所述齿轮相位变换器安装在所述第二驱动总成与所述偏心齿轮组之间；所述齿轮相位变换器包括第一相位变换齿轮、第二相位变换齿轮，所述偏心齿轮组包括第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第三偏心齿轮、第四偏心齿轮，所述第一驱动总成、第二驱动总成分别具有第一驱动齿轮、第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮、过渡齿轮、第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第一相位变换齿轮依次啮合连接，所述第二驱动齿轮、第二相位变换齿轮、第三偏心齿轮、第四偏心齿轮依次啮合连接。

4、所述偏心齿轮组包括两组成对的齿轮偏心块，两组成对的齿轮偏心块为四个齿轮偏心块，所述齿轮偏心块包括偏心块、齿轮，所述偏心块与所述齿轮一体成型连接，四个所述齿轮偏心块的齿轮分别为所述第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第三偏心齿轮、第四偏心齿轮。

5、所述齿轮相位变换器还包括相位变换主轴、第一齿轮轴套、第二齿轮轴套、第一齿轮轴承、第二齿轮轴承、第一轴承座、第二轴承座、第一单作用液压油缸、第二单作用液压油缸、二个相位变换销套组件，所述相位变换主轴为中空的圆柱型，所述相位变换主轴包括左半段、右半段，在所述相位变换主轴的左半段上设有右旋的第一螺旋条形孔、第二螺旋条形孔，在所述相位变换主轴的右半段上设有左旋的第三螺旋条形孔、第四螺旋条形孔，所述第一螺旋条形孔、第二螺旋条形孔、第三螺旋条形孔、第四螺旋条形孔的螺旋相位角分别为90°，且依次顺序错开90°布置；所述第一齿轮轴套侧壁上设有相朝对的第一相位变换销孔和第二相位变换销孔，所述第二齿轮轴套侧壁上设有相朝对的第三相位变换销孔和第四相位变换销孔；在所述第一齿轮轴套的外圈安装所述第一齿轮轴承、第一相位变换齿轮，并通过所述第一齿轮轴承安装在所述第一轴承座内；在所述第二齿轮轴套的外圈安装所述第二齿轮轴承、第二相位变换齿轮，并通过所述第二齿轮轴承安装在所述第二轴承座内；所述相位变换主轴的左端穿过所述第一齿轮轴套的内圈与第一单作用液压油缸的第一推轴相配合，其中一个所述相位变换销套组件依次穿过第一相位变换销孔、第一螺旋条形孔、第二螺旋条形孔、第二相位变换销孔；所述相位变换主轴的右端穿过所述第二齿轮轴套的内圈与第二单作用液压油缸的第二推轴相配合，另一个所述相位变换销套组件依次穿过第三相位变换销孔、第三螺旋条形孔、第四螺旋条形孔、第四相位变换销孔。

6、还包括第一锁紧螺母、第二锁紧螺母、第三锁紧螺母、第四锁紧螺母、第一限位板、第二限位板，所述第一限位板将所述第一齿轮轴套的外侧面分隔形成第一轴承安装段、第一齿轮安装轴段，所述第一相位变换齿轮通过所述第一锁紧螺母安装在所述第一齿轮安装轴段，所述第一齿轮轴承通过第二锁紧螺母安装在所述第一轴承安装段；所述第二限位板将所述第二齿轮轴套的外侧面分隔形成第二轴承安装段、第二齿轮安装轴段，所述第二相位变换齿轮通过所述第三锁紧螺母安装在所述第二齿轮安装轴段，所述第二齿轮轴承通过第四锁紧螺母安装在所述第二轴承安装段。

7、还包括多个第一销钉、多个第二销钉，所述第一相位变换齿轮、第一限位板上分别设有多个与所述第一销钉相匹配的第一销孔、第二销孔，所述第一销钉分别销进所述第一销孔、第二销孔；所述第二相位变换齿轮、第二限位板上分别设有多个与所述第二销钉相匹配的第三销孔、第四销孔，所述第二销钉销进所述第三销孔和第四销孔。

8、还包括第一耐磨套、第二耐磨套，在所述第一齿轮轴套的内侧壁上设有第一耐磨槽，所述第一耐磨套安装在所述第一耐磨槽内，所述相位变换主轴的左端穿过所述第一齿轮轴套内圈的第一耐磨套与第一单作用液压油缸的第一推轴相配合；在所述第二齿轮轴套的内侧壁上设有第二耐磨槽，所述第二耐磨套安装在所述第二耐磨槽内，所述相位变换主轴的右端穿过所述第二齿轮轴套内圈的第二耐磨套与第二单作用液压油缸的第二推轴相配合。

9、所述第一单作用液压油缸包括第一油缸筒体、第一活塞、第一支撑轴承，所述第一推轴通过所述第一支撑轴承安装在所述第一活塞内，并通过第一活塞安装在所述第一油缸筒体内，所述第一油缸筒体通过螺钉固定在所述第一轴承座上；所述第二单作用液压油缸包括第二油缸筒体、第二活塞、第二支撑轴承，所述第二推轴通过所述第二支撑轴承安装在所述第二活塞内，并通过第二活塞安装在所述第二油缸筒体内，所述第二油缸筒体通过螺钉固定在所述第二轴承座上。

10、还包括第一旋转对接轴、第二旋转对接轴，所述第一旋转对接轴、第二旋转对接轴分别安装在所述相位变换主轴的左端、右端上，所述第一旋转对接轴的端面上设有二个第一旋转键，所述第二旋转对接轴的端面上设有二个第二旋转键，所述第一推轴的端面上设有二个第三旋转键，所述第二推轴的端面上设有二个第四旋转键，所述相位变换主轴的左端通过所述第一旋转对接轴的二个第一旋转键与所述第一推轴的二个第三旋转键相配合；所述相位变换主轴的右端通过所述第二旋转对接轴的二个第二旋转键与所述第二推轴的二个第四旋转键相配合。

11、还包括第一密封圈、第一耐磨环、第二密封圈、第二耐磨环，所述第一活塞的外侧面上设有第一密封槽、第二密封槽，所述第一密封圈、第一耐磨环分别安装在所述第一密封槽、第二密封槽上，所述第一活塞通过所述第一密封圈、第一耐磨环与所述第一油缸筒体的内侧壁密封；所述第二活塞的外侧面上设有第三密封槽、第四密封槽，所述第二密封圈、第二耐磨环分别安装在所述第三密封槽、第四密封槽上，所述第二活塞通过所述第二密封圈、第二耐磨环与所述第二油缸筒体的内侧壁密封。

12、所述相位变换销套组件包括销轴、第一导向耐磨套、第二导向耐磨套、中间支撑套、第三导向耐磨套、第四导向耐磨套，所述第一导向耐磨套、第二导向耐磨套、中间支撑套、第三导向耐磨套、第四导向耐磨套依次套在所述销轴的外表面上，并分别与所述销轴旋转滑动连接。

13、需要说明的是：

14、前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

15、在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图5所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

16、前述“内”所指示的方向是指朝本齿轮相位变换器旋转中轴线方向。

17、前述“外”所指示的方向是指远离本齿轮相位变换器旋转中轴线方向。

18、下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

19、1、本实用新型提供的免共振振动齿轮箱，其包括箱体、齿轮相位变换器、偏心齿轮组、过渡齿轮、第一驱动总成、第二驱动总成，偏心齿轮组包括第一偏心齿轮、第二偏心齿轮、第三偏心齿轮、第四偏心齿轮，通过科学的结构设计，在振动齿轮箱内增设齿轮相位变换器，通过驱动齿轮相位变换器的相位变换主轴作轴向移动，使第一相位变换齿轮则相对于第二相位变换齿轮顺时针旋转180°，即与第一相位变换齿轮啮合的第二偏心齿轮相对于与第二相位变换齿轮啮合的第三偏心齿轮逆时针旋转180°，即第二偏心齿轮的离心力和第三偏心齿轮的离心力相抵消，而与第二偏心齿轮啮合的第一偏心齿轮则相对于与第三偏心齿轮合的第四偏心齿轮顺时针旋转180°，即第一偏心齿轮的离心力和第四偏心齿轮的离心力相抵消，实现偏心力矩的调节；也就是说，安装有本齿轮相位变换器的振动齿轮箱，如果设备在启动或停机时，驱动齿轮相位变换器作轴向移动到满行程时，振动齿轮箱内偏心齿轮组的偏心质量块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，消除振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象；该免共振振动齿轮箱能通过齿轮相位变换器调节各齿轮偏心块之间的相对位置，能在启动或停止过程中调节偏心力矩，使齿轮偏心块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，消除了振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象，降低了设备故障率，延长了设备寿命，同时降低了对作业人员健康和周围环境的不利影响。

20、2、本实用新型的偏心齿轮组包括两组成对的齿轮偏心块，齿轮偏心块的偏心块和齿轮一体成型连接，一体式的齿轮偏心块在使用过程中不会出现分体式齿轮偏心块的螺钉松脱问题，提高了振动齿轮箱使用的可靠性和使用寿命。

21、3、本实用新型的齿轮相位变换器还包括相位变换主轴、第一齿轮轴套、第二齿轮轴套、第一齿轮轴承、第二齿轮轴承、第一轴承座、第二轴承座、第一单作用液压油缸、第二单作用液压油缸、二个相位变换销套组件，由于第一相位变换齿轮与第一齿轮轴套组成一个整体，并通过相位变换销套组件与相位变换主轴的右旋第一螺旋条形孔和第二螺旋条形孔相连，当第一相位变换齿轮转动时将通过相位变换销套组件带动相位变换主轴旋转；同理，由于第二相位变换齿轮与第二齿轮轴套组成一个整体，并通过相位变换销套组件与相位变换主轴的左旋第三螺旋条形孔和第四螺旋条形孔相连，当第二相位变换齿轮转动时将通过相位变换销套组件带动相位变换主轴旋转；使用时，第一单作用液压油缸推动第一推轴向右轴向移动，并通过第一推轴推动相位变换主轴向右轴向移动，同时第一相位变换齿轮将通过相位变换销套组件沿第一螺旋条形孔和第二螺旋条形孔做顺时针转动，当第一推轴向右移动到满行程时，第一相位变换齿轮将顺时针旋转90°；第二相位变换齿轮将通过相位变换销套组件沿第三螺旋条形孔和第四螺旋条形孔做逆时针转动，当第一推轴向右移动到满行程时，第二相位变换齿轮将逆时针旋转90°；通过传动链分析，第一相位变换齿轮顺时针转动，导致第一驱动齿轮是顺时针转动，与原转动方向相同，而第二相位变换齿轮逆时针转动，导致第二驱动齿轮顺时针转动，与原转动方向相反，因马达在正常转动过程中不能反向转动，因此可以将第二相位变换齿轮作为固定参考物，那么第一相位变换齿轮则相对于第二相位变换齿轮顺时针旋转180°，即第一驱动齿轮做顺时针增速旋转。由于振动齿轮箱是依靠成对的偏心轮转动产生竖向激振力，成对的偏心轮产生的水平方向的离心力相互抵消，垂直方向的离心力相互叠加，从而产生相互叠加竖向激振力，例如，两个离心力在垂直方向相互叠加的第二偏心齿轮、第三偏心齿轮分别与第一相位变换齿轮、第二相位变换齿轮啮合，当第一推轴向右移动到满行程时，第一相位变换齿轮则相对于第二相位变换齿轮顺时针旋转180°，即与第一相位变换齿轮啮合的第二偏心齿轮相对于与第二相位变换齿轮啮合的第三偏心齿轮逆时针旋转180°，即第二偏心齿轮的离心力和第三偏心齿轮的离心力相抵消，而与第二偏心齿轮啮合的第一偏心齿轮则相对于与第三偏心齿轮合的第四偏心齿轮顺时针旋转180°，即第一偏心齿轮的离心力和第四偏心齿轮的离心力相抵消，实现偏心力矩的调节；也就是说，安装有本齿轮相位变换器的振动齿轮箱，如果设备在启动或停机时，推动第一单作用液压油缸的第一推轴向右移动到满行程时，振动齿轮箱内的偏心轮的偏心质量块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，消除振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象。

22、同理，第二单作用液压油缸推动第二推轴向左轴向移动，并通过第二推轴推动相位变换主轴向左轴向移动，同时第二相位变换齿轮将通过相位变换销套组件沿第三螺旋条形孔和第四螺旋条形孔做顺时针转动，当第二推轴向右移动到满行程时，第二相位变换齿轮将顺时针旋转90°；第一相位变换齿轮将通过相位变换销套组件沿第一螺旋条形孔和第二螺旋条形孔做逆时针转动，当第二推轴向左移动到满行程时，第一相位变换齿轮将逆时针旋转90°；通过传动链分析，第二相位变换齿轮顺时针转动，导致第二驱动齿轮是逆时针转动，与原转动方向相同，而第一相位变换齿轮逆时针转动，导致第一驱动齿轮逆时针转动，与原转动方向相反，因马达在正常转动过程中不能反向转动，因此可以将第一相位变换齿轮作为固定参考物，那么第二相位变换齿轮则相对于第一相位变换齿轮顺时针旋转180°，即第二驱动齿轮做逆时针增速旋转。当第一推轴向左移动到满行程时，与第二相位变换齿轮啮合的第三偏心齿轮则相对于与第一相位变换齿轮啮合的第二偏心齿轮逆时针旋转180°，实现偏心力矩的再次调节；当振动齿轮箱内偏心轮的偏心质量块转速达到稳定的工作频率后，推动第二单作用液压油缸的第二推轴向左移动到满行程时，振动齿轮箱内偏心轮的偏心质量块产生水平向激振力相互抵消而竖向激振力相互叠加，其产生的振动最大(最大振幅)，当振动齿轮箱内偏心轮的偏心质量块达到最大频率时，开始调节偏心质量块的相对位置(0°<调整角度<180°)，使其产生振动(0<振幅<最大振幅)，从而带动桩振动下沉进入地基。通过振动齿轮箱内的齿轮相位变换器内，能够调节各齿轮偏心块之间的相对位置，从而实现调节齿轮偏心块的偏心力矩，使振动齿轮箱内在启动或停机时齿轮偏心块产生的竖向和水平向激振力相互抵消，消除振动齿轮箱在启动或停机过程中的共振现象以及对周围环境的影响；当需调节振动齿轮箱的振幅大小时，可通过调节齿轮相位变换器内单作用液压油缸的行程，实现振动齿轮箱内偏心质量块的相对位置调节，使其产生所需的振幅大小，实现振动齿轮箱竖向激振力大小的调节。

23、4、本实用新型还包括第一锁紧螺母、第二锁紧螺母、第三锁紧螺母、第四锁紧螺母，另外在第一齿轮轴套的第一轴承安装段的左端、第一齿轮安装轴段的右端分别设外连接螺纹，并分别通过第二锁紧螺母、第一锁紧螺母将第一齿轮轴承、第一相位变换齿轮分别这安装在第一齿轮轴套上，提高第一齿轮轴承、第一相位变换齿轮安装的稳定性。同理，第三锁紧螺母、第四锁紧螺母的设置，用以提高第二齿轮轴承、第二相位变换齿轮安装的稳定性。

24、5、本实用新型还包括第一限位板、第二限位板、第一销钉、第二销钉，通过第一销钉、第二销钉分别将第一相位变换齿轮、第二相位变换齿轮销在第一限位板、第二限位板上，提高第一相位变换齿轮、第二相位变换齿轮限位稳定性。

25、6、本实用新型还包括第一耐磨套、第二耐磨套，第一耐磨套、第二耐磨套的设置，用以提高第一齿轮轴套、第二齿轮轴套内壁与相位变换主轴的耐磨性。

26、7、本实用新型的第一单作用液压油缸包括第一油缸筒体、第一活塞、第一支撑轴承，第一推轴通过第一支撑轴承安装在第一活塞内，使第一推轴在第一活塞内的旋转更为顺畅，同理，第二单作用液压油缸包括第二油缸筒体、第二活塞、第二支撑轴承，第二推轴通过第二支撑轴承安装在第二活塞内，使第二推轴在第二活塞内的旋转更为顺畅。

27、8、本实用新型还包括第一旋转对接轴、第二旋转对接轴，并分别在旋转对接轴和推轴的端面上设旋转键，利用旋转键的配合，使推轴的推送更为稳定。

28、9、本实用新型还包括第一密封圈、第一耐磨环、第二密封圈、第二耐磨环，通过在活塞的外侧面上设密封圈和耐磨环，提高活塞与油缸筒体的密封性。

29、10、本实用新型的相位变换销套组件包括销轴、第一导向耐磨套、第二导向耐磨套、中间支撑套、第三导向耐磨套、第四导向耐磨套，使用时，四个导向耐磨套分别抵在螺旋条形孔和相位变换销孔上，提高相位变换销套组件的耐磨性，设计时，中间支撑套与导向耐磨套之间还设有润滑油槽，齿轮油可从润滑油槽进入到各导向耐磨套和销轴之间进行润滑，使导向耐磨套与销轴的旋转更为顺畅。