專利名稱：一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電能直接作用于往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)諧拍往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng)沖擊裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代礦山開采、鐵路公路修筑、水利建設(shè)、建筑和安裝等工程中， 進(jìn)行巖石鑿鉆爆破炮孔、礦石擊碎、地基加固打樁、混凝土振搗密實(shí)、墻 體鑿孔、安裝鉚接和射釘、料倉(cāng)和溜槽震擊防堵、鋼材表面震擊除銹等施 工作業(yè)，廣泛使用著利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)沖擊作功的各種沖擊設(shè)備和器具，包括 有鑿巖機(jī)、沖擊鉆機(jī)、振動(dòng)沖擊樁錘、沖擊錘、振搗器及各種手持沖擊器 具等，其核心部件是沖擊作功的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在的沖擊設(shè)備往復(fù)運(yùn)動(dòng)
的動(dòng)力有氣動(dòng)、液壓、內(nèi)燃和電動(dòng)幾種。氣動(dòng)、液壓和內(nèi)燃沖擊設(shè)備都是 活塞式，活塞式?jīng)_擊設(shè)備的工作原理決定了其必需配備專門的壓氣動(dòng)力系 統(tǒng)或液壓動(dòng)力系統(tǒng)才能工作，現(xiàn)在已是電力時(shí)代，壓氣動(dòng)力系統(tǒng)和液壓動(dòng) 力系統(tǒng)大都是把電動(dòng)力進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，再通過流體傳動(dòng)。流體傳動(dòng)能量損 失大，特別是在礦山開采中，氣動(dòng)鑿巖設(shè)備供氣距離普遍比較遠(yuǎn)，有的壓 氣管道長(zhǎng)達(dá)上千米，漏氣和管路阻力能量損失很大，再加上設(shè)備工作效率 和空載運(yùn)行等問題，礦山氣動(dòng)鑿巖系統(tǒng)的能源綜合效率很低，例如在許多
礦山中，平均一臺(tái)沖擊功為60焦耳、沖擊頻率為30赫茲的氣動(dòng)鑿巖機(jī)， 配套動(dòng)力的空氣壓縮機(jī)需22千瓦，氣動(dòng)鑿巖系統(tǒng)的能源綜合效率不到10 %。另外，氣動(dòng)鑿巖系統(tǒng)設(shè)備和設(shè)施龐大，制造安裝鋼材消耗量大，投資 和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大，壓氣動(dòng)力系統(tǒng)的空氣壓縮站還存在振動(dòng)、噪聲和壓力 容器等安全生產(chǎn)問題。內(nèi)燃活塞式?jīng)_擊設(shè)備是在打樁機(jī)上和小型鑿巖機(jī)上 把活塞式內(nèi)燃機(jī)直接作為沖擊設(shè)備，在活塞做沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)直接做沖擊工作， 其存有尾氣污染、噪聲、體積大和自帶燃料等問題?；钊?jīng)_擊設(shè)備還有 一個(gè)缺點(diǎn)是沖擊頻率越高、能源效率越低，沖擊頻率是沖擊設(shè)備的一項(xiàng)重 要性能，在許多場(chǎng)合例如硬巖石上鑿孔、地基打樁和混凝-七振搗密實(shí)等作
業(yè)中，提高沖擊頻率町提卨i:作效率。電動(dòng)沖擊設(shè)備直接使用電源，動(dòng)力
單一，使用方便，不需用配套專門的設(shè)備對(duì)動(dòng)力進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，但是現(xiàn)在的電動(dòng)沖擊設(shè)備都是電動(dòng)機(jī)式的，都是把電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)直線運(yùn) 動(dòng)進(jìn)行沖擊工作，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的速度是正弦曲線特性，運(yùn) 動(dòng)的后半段是減速直至為零，不符合沖擊工作的要求，需通過專門的傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)把正弦曲線特性的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成自由的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜，易損件較多，而且還增加了能量損失，制約了現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)式?jīng)_擊設(shè) 備的發(fā)展和應(yīng)用。
目前，雖然氣動(dòng)和液壓活塞式?jīng)_擊設(shè)備能源綜合效率很低，但技術(shù)成 熟，目前還沒有能替代的先進(jìn)產(chǎn)品，氣動(dòng)和液壓沖擊設(shè)備一直是沖擊設(shè)備 中的主導(dǎo)設(shè)備。特別是在礦山建設(shè)和開采中，氣動(dòng)鑿巖設(shè)備使用最廣、數(shù) 量最多，礦山中壓氣動(dòng)力系統(tǒng)一直是用電大戶，保守估算，在全國(guó)礦山中
按總共使用有30萬臺(tái)沖擊功為60焦耳、沖擊頻率為30赫茲的氣動(dòng)鑿巖機(jī) 折算，礦山壓氣動(dòng)力系統(tǒng)需要的發(fā)電容量將達(dá)660萬T-fti，需要消耗大量 的能源，而且還要消耗大量的鋼材，生產(chǎn)鋼材也是能源消耗大戶，現(xiàn)在世 界上還是以煤炭和石油發(fā)電為主，煤炭和石油是不可再生資源，現(xiàn)在煤炭 和石油資源減少與能源需求增長(zhǎng)的矛盾逾趨緊張，并且煤炭和石油發(fā)電對(duì) 環(huán)境污染和氣候變暖影響嚴(yán)重，因此提髙沖擊設(shè)備的能源效率、節(jié)約電能 是全球性的大課題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種電能直接作用于沖擊運(yùn)動(dòng)的、能源效 率高的、構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置。 '本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
本實(shí)用新型包括可動(dòng)鐵心、可動(dòng)鐵心線圈、固定鐵心、固定鐵心線圈、 沖擊桿、沖頭、滑套、彈簧裝置、機(jī)架和電源連接電路，在機(jī)架上設(shè)置有 滑套，在滑套中設(shè)置有沖擊桿，沖擊桿可以在滑套中滑動(dòng)，可動(dòng)鐵心固定 設(shè)置在沖擊桿上，固定鐵心固定設(shè)置在機(jī)架上；可動(dòng)鐵心和固定鐵心的設(shè) 置形式為在沖擊桿上沿軸向設(shè)置兩段可動(dòng)鐵心，每段可動(dòng)鐵心的極上都 設(shè)置有可動(dòng)鐵心線圈，在兩段可動(dòng)鐵心的極.匕沿沖擊桿軸向?qū)?yīng)的可動(dòng) 鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置，線圈導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置 即線圈導(dǎo)線的接線電流方向相反設(shè)置，也就是鐵心上的極性相反設(shè)置，在 機(jī)架上設(shè)置一段固定鐵心，固定鐵心上設(shè)置有固定鐵心線圈，固定鐵心極 中心線設(shè)置在兩段可動(dòng)鐵心極中心線之間，可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；或者是在機(jī)架上沿沖擊桿軸向設(shè)置兩段固定鐵心，每 段固定鐵心的極上都設(shè)置有固定鐵心線圈，在兩段固定鐵心的極上，沿沖 擊桿軸向?qū)?yīng)的固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置，線圈導(dǎo)線繞 線方向相互相反設(shè)置即線圈導(dǎo)線的接線電流方向相反設(shè)置，也就是鐵心上 的極性相反設(shè)置，在沖擊桿上設(shè)置-段可動(dòng)鐵心，可動(dòng)鐵心的極上設(shè)置有 可動(dòng)鐵心線圈，可動(dòng)鐵心極中心線設(shè)置在兩段固定鐵心極中心線之間，町 動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；沖頭固定設(shè)置在沖擊桿上， 沖頭與被沖擊器具在同一軸心上相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí)沖頭與被沖擊器具 是隔開的，沖擊桿、可動(dòng)鐵心、可動(dòng)鐵心線圈和沖頭一起構(gòu)成直線運(yùn)動(dòng)裝 置；彈簧裝置沿著沖擊桿軸向設(shè)置在沖擊桿與機(jī)架之間；電源接線電路包 括直流電源電路和交流電源電路；可動(dòng)鐵心線圈和固定鐵心線圈有以下任 意一種結(jié)構(gòu)形式和連接形式可動(dòng)鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是直流電線圈，固 定鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是交流電線圈，可動(dòng)鐵心線圈與電源接線電路的肓 流電源電路連接，固定鐵心線圈與電源接線電路的交流電源電路連接；或 者是可動(dòng)鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是交流電線圈，固定鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是 直流電線圈，可動(dòng)鐵心線圈與電源接線電路的交流電源電路連接，固定鐵 心線圈與電源接線電路的直流電源電路連接。本實(shí)用新型所述的可動(dòng)鐵心和固定鐵心為硅鋼片疊裝設(shè)置，硅鋼片的 疊裝設(shè)置形式為，可動(dòng)鐵心硅鋼片平面垂直于固定鐵心的極面疊裝設(shè)置， 固定鐵心硅鋼片平面垂直于可動(dòng)鐵心的極面并且還沿著沖擊桿軸向疊裝設(shè) 置。本實(shí)用新型所述的可動(dòng)鐵心和固定鐵心還可以是矽鋼片疊裝設(shè)置。本實(shí)用新型所述的彈簧裝置包括反沖彈簧裝置和定位彈簧裝置，反沖 彈簧裝置和定位彈簧裝置都沿著沖擊桿軸向設(shè)置在機(jī)架與沖擊桿之間，沖 擊桿上設(shè)置有回程碰撞面，回程碰撞面在沖擊桿ll與沖頭反向固定設(shè)置； 反沖彈簧裝置的一端沿著沖擊桿軸向與回程碰撞面相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí) 回程碰撞面與反沖彈簧裝置是隔開的，反沖彈簧裝置的另一端固定設(shè)置在 機(jī)架上；定位彈簧裝置的兩端分別固定設(shè)置在機(jī)架與沖擊桿上，靜態(tài)時(shí)定 位彈簧裝置使沖擊桿定位。本實(shí)用新型所述的反沖彈簧裝置包括反沖彈簧、反沖彈簧壓縮帽、反 沖彈簧座套和反沖彈簧壓蓋，反沖彈簧座套的兩端沿著沖擊桿軸向設(shè)置， 反沖彈簧座套的一端設(shè)置為口，固定設(shè)置在機(jī)架L-.，反沖彈簧壓蓋間定設(shè)置在這端的口上，另一端設(shè)置為孔，反沖彈簧壓縮帽設(shè)置在這端的孔中， 帽檐設(shè)置在孔里面，帽頭設(shè)置在孔外面，帽頭可以在孔中滑動(dòng)，帽頭與回 程碰撞面相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí)回程碰撞面與帽頭與是隔開的，反沖彈簧 設(shè)置在反沖彈簧壓縮帽與反沖彈簧壓蓋之間。當(dāng)沖擊桿上的回程碰撞面與 反沖彈簧壓縮帽相向運(yùn)動(dòng)至發(fā)生碰撞并壓縮反沖彈簧時(shí)，產(chǎn)生碰撞反彈力 和彈簧回彈力。 '本實(shí)用新型所述的定位彈簧裝置包括主彈簧和彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置，彈 簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在沖擊桿上，彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置在沖擊桿上的位置是 可以沿著沖擊桿軸向移動(dòng)的，主彈簧的兩端沿著沖擊桿軸向在彈簧長(zhǎng)度調(diào) 節(jié)裝置上和機(jī)架上連接。在靜態(tài)時(shí)主彈簧使沖擊桿定位，移動(dòng)彈簧長(zhǎng)度調(diào) 節(jié)裝置在沖擊桿上的位置，沖擊桿便與彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置相反移動(dòng)，改變 沖擊桿與機(jī)架之間的相對(duì)位置，改變可動(dòng)鐵心與固定鐵心之間相對(duì)位置。 當(dāng)沖擊桿滑動(dòng)時(shí)，主彈簧受力變形儲(chǔ)能產(chǎn)生彈簧回彈力。本實(shí)用新型所述的定位彈簧裝置包括主彈簧和彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置，彈 簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在機(jī)架上，彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置在機(jī)架上的位置是可以 沿著沖擊桿軸向移動(dòng)的，主彈簧的兩端沿著沖擊桿軸向在彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝 置上和沖擊桿上連接。在靜態(tài)時(shí)主彈簧使沖擊桿定位，移動(dòng)彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié) 裝置在機(jī)架上的位置，沖擊桿便隨著彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置一起移動(dòng)位置，改 變沖擊桿與機(jī)架之間的相對(duì)位置，改變可動(dòng)鐵心與固定鐵心之間相対位置。 當(dāng)沖擊桿滑動(dòng)時(shí)，主彈簧受力變形儲(chǔ)能產(chǎn)生彈簧回彈力。本實(shí)用新型所述的可動(dòng)鐵心和固定鐵心每段在沖擊桿的徑向分布設(shè)置4個(gè)極、或者6個(gè)極、或者8個(gè)極，每段可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互 對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置，每段可動(dòng)鐵心和每段固定鐵心的極上都設(shè)置有線圈；在沖 擊桿徑向每段可動(dòng)鐵心相鄰極t的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反 設(shè)置，在沖擊桿軸向每段相互對(duì)應(yīng)的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向也相互 相反設(shè)置；在沖擊桿徑向每段固定鐵心相鄰極上的固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞 線方向相互相反設(shè)置，在沖擊桿軸向每段相互對(duì)應(yīng)的固定鐵心線圈的導(dǎo)線 繞線方向也相反設(shè)置。線圈導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置即線圈導(dǎo)線的接線 電流方向相反設(shè)置，也就是鐵心上的極性相反設(shè)置。在沖擊桿徑向多極設(shè) 置可以提高機(jī)架斷面利用率，增大電動(dòng)功率，縮短可動(dòng)鐵心上的主磁路路 徑，減小磁阻，提高能源效率。本實(shí)用新型所述的可動(dòng)鐵心在沖擊桿上分段設(shè)置為4段、6段、8段或 10段偶數(shù)段，固定鐵心在機(jī)架上分段設(shè)置為3段、5段、7段或9段奇數(shù)段， 可動(dòng)鐵心極中心線和固定鐵心極中心線在沖擊桿軸向交叉錯(cuò)開設(shè)置，可動(dòng) 鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；或者是可動(dòng)鐵心在沖擊桿上 分段設(shè)置為3段、5段、7段或9段奇數(shù)段，固定鐵心在機(jī)架上分段設(shè)置為 4段、6段、8段或10段偶數(shù)段，可動(dòng)鐵心極中心線和固定鐵心極中心線在 沖擊桿軸向交叉錯(cuò)開設(shè)置，可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè) 置；每段可動(dòng)鐵心和每段固定鐵心的極上都設(shè)置有線圈，在沖擊桿軸向， 各段相互對(duì)應(yīng)的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相反設(shè)置，各段相互對(duì)應(yīng)的 固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向也相反設(shè)置。線圈導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè) 置即線圈導(dǎo)線的接線電流方向相反設(shè)置，也就是鐵心上的極性相反設(shè)置。 可動(dòng)鐵心和固定鐵心在沖擊桿軸向多段設(shè)置可以在機(jī)架小斷面條件下增大 電動(dòng)功率。
本實(shí)用新型所述的沖擊桿軸向是指與沖擊桿軸向中心線平行的方向， 沖擊桿徑向是指與沖擊桿軸向中心線垂直的平面方向，可動(dòng)鐵心極中心線 是指可動(dòng)鐵心極面中心的引線，固定鐵心極中心線是指固定鐵心極面中心 的引線。
本實(shí)用新型所述的可動(dòng)鐵心的極是指可動(dòng)鐵心電磁極，固定鐵心的極 是指固定鐵心電磁極，電磁極是指線圈圈內(nèi)的鐵心端部；可動(dòng)鐵心極面是 指可動(dòng)鐵心線圈圈內(nèi)的鐵心表面，固定鐵心極面是指在固定鐵心線圈圈內(nèi) 的鐵心表面，本實(shí)用新型的極面是由硅鋼片的邊并排組成的；鐵心的極性 是指鐵心的電磁極W極和S極，線圈內(nèi)電流的方向決定了電磁極的極性， 在鐵心極面上，電流逆時(shí)針方向繞鐵心流動(dòng)電磁極是^極，電流順時(shí)針方 向繞鐵心流動(dòng)電磁極是S極，直流電線圈的電磁極性是不變的，交流電線 圈的電磁極性是^極和S極交替變化的；可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相 互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置是指可動(dòng)鐵心電磁極與固定鐵心電磁極相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，可 動(dòng)鐵心電磁極與固定鐵心電磁極的主磁路是閉合的，鐵心電磁極的主磁路 是鐵心極中心線的連線。
本實(shí)用新型所述的靜態(tài)是指固定鐵心線圈和可動(dòng)鐵心線圈中無電流時(shí) 的自然狀態(tài)。在靜態(tài)時(shí)固定鐵心的極與可動(dòng)鐵心的極是相互錯(cuò)開的，只有 靜態(tài)時(shí)固定鐵心的極與可動(dòng)鐵心的極相互錯(cuò)開，當(dāng)固定鐵心線圈和可動(dòng)鐵心線圈中有電流時(shí)，根據(jù)電動(dòng)原理，固定鐵心電磁極與可動(dòng)鐵心電磁極才 能產(chǎn)生在沖擊桿軸向的電動(dòng)力。因此，固定鐵心電磁極和可動(dòng)鐵心電磁極 形成的主磁路在固定鐵心上有一段是沿著沖擊桿軸向的。本實(shí)用新型所述的硅鋼片和矽鋼片都是現(xiàn)在的普通電磁材料制品，本身既導(dǎo)磁也導(dǎo)電，其表面上設(shè)置有絕緣漆膜或氧化膜等絕緣介質(zhì)；疊裝設(shè) 置是指哮鋼片一片挨著一片層疊著設(shè)置構(gòu)成鐵心;.硅鋼片平面是指硅鋼片 上設(shè)置有絕緣介質(zhì)的片表面的平行面，片表面上設(shè)置的絕緣介質(zhì)^T以減小 鐵心電磁感應(yīng)渦流的電能損耗，但片表面上的絕緣介質(zhì)增大了片之間的磁 阻，使鐵心具有了順著硅鋼片平面方向磁阻小的導(dǎo)磁方向性。由于固定鐵 心電磁極和可動(dòng)鐵心電磁極形成的主磁路在固定鐵心上有一段是沿著沖擊 桿軸向的，為了減小固定鐵心上沖擊桿軸向主磁路的磁阻，本實(shí)用新型所 述的可動(dòng)鐵心硅鋼片平面垂直于固定鐵心的極面設(shè)置，固定鐵心硅鋼片平 面垂直于可動(dòng)鐵心的極面并且固定鐵心硅鋼片平面還沿著沖擊桿軸向設(shè) 置，以此減小固定鐵心電磁極和可動(dòng)鐵心電磁極形成的主磁路在固定鐵心 上的磁阻。本實(shí)用新型所述的固定鐵心和可動(dòng)鐵心的材料還可以是導(dǎo)磁材料微粉 制備的無導(dǎo)磁方向性、高電阻的整體電磁材料。鐵心采用無導(dǎo)磁方向性、 高電阻的整體電磁材料，制造加工簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型所述的直流電線圈是指按直流電電阻特性設(shè)計(jì)的電磁線 圈、直流電源電路是電流方向不改變的電源電路，直流電源包括工頻交流 電全波整流直流電源、恒定電流直流電源和直流脈沖電源。本實(shí)用新型所述的交流電線圈是指按交流電阻抗特性設(shè)計(jì)的電磁線 圈、交流電源電路是電流方向正反交變的電源電路，交流電源包括工頻交 流電源、矩形波交流電源和交流脈沖電源。本實(shí)用新型所述的電源連接電路是可動(dòng)鐵心線圈和固定鐵心線圈與電 源電路的連接電路。本實(shí)用新型的可動(dòng)鐵心線圈和固定鐵心線圈的形式可以是套在鐵心凸 極上的普通技術(shù)電磁線圈，或者是普通技術(shù)嵌入鐵心極面線槽內(nèi)的分布繞 組，或者是套在凸極上的電磁線圈與嵌入鐵心極面線槽內(nèi)分布繞組的搭配。本實(shí)用新型積極效果如下本實(shí)用新型能源效率高，沖擊加速性能好， 沖擊力大，適宜高頻率工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需特殊材料，制造工藝性好，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，只需配套整流電路，就可以采用普通單相交流電源。本實(shí) 用新型與現(xiàn)在的沖擊設(shè)備相比，節(jié)能效果顯著，可以淘汰現(xiàn)在廣泛大量使 用著的能源損耗大的活塞式?jīng)_擊設(shè)備。本實(shí)用新型特別適合應(yīng)用在各種鑿 巖機(jī)上，與氣動(dòng)鑿巖系統(tǒng)相比，動(dòng)力單一，省去了龐大的壓氣動(dòng)力系統(tǒng)，節(jié)約電能可以達(dá)到80%，而且沖擊功率大，可高頻率沖擊鑿巖。應(yīng)用本實(shí) 用新型的電動(dòng)鑿巖臺(tái)車與液壓鑿巖臺(tái)車相比，制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低、設(shè)備投 資少，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，便于普及推廣電動(dòng)鑿巖臺(tái)車作業(yè)，淘汰現(xiàn)在廣泛采 用的手持式氣動(dòng)鑿巖機(jī)作業(yè)方式，節(jié)約大量能源、提高生產(chǎn)效率、改善勞 動(dòng)條件、減小職業(yè)危害，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。保守估算， 本實(shí)用新型僅在鑿巖設(shè)備上推廣應(yīng)用一項(xiàng)，還按在全國(guó)礦山中替代30萬臺(tái) 沖擊功為60焦耳、沖擊頻率為30赫茲的氣動(dòng)鑿巖機(jī)折算，全國(guó)將可以節(jié) 省500多萬千瓦的發(fā)電容量，按年平均工作3000小時(shí)估算，全國(guó)每年可節(jié) 電150億度。本實(shí)用新型還適宜應(yīng)用在建筑工程中加固地基打樁的振動(dòng)沖 擊樁錘上，與現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)式振動(dòng)沖擊樁錘相比，電能效率高、頻率卨'、 體積小、制造簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型還適宜應(yīng)用在破碎巖石的碎石沖擊器上， 取代現(xiàn)在普遍使用的高能耗的氣動(dòng)碎石沖擊器。本實(shí)用新型還適宜應(yīng)用在 振搗密實(shí)混凝土的大功率高頻振搗器上，本實(shí)用新型的振搗器沖擊力大、 頻率高、電能效率髙，可以幾臺(tái)振搗器電流串聯(lián)，同步高頻振搗作業(yè)，提 髙大面積超厚混凝土振搗密實(shí)作業(yè)效率。木實(shí)用新型還適貧應(yīng)用在各種沖 擊器具上，取代現(xiàn)在廣泛大量使用著的高能耗的、必需配備壓氣動(dòng)力的氣 動(dòng)鎬、氣動(dòng)搗固機(jī)、氣動(dòng)鉚釘機(jī)、氣動(dòng)射釘機(jī)、氣動(dòng)刮鏟、氣動(dòng)針狀除銹巡敏 稱寺o
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意主視圖；圖2為本實(shí)用新型附圖1的^ —力剖視圖；圖3為本實(shí)用新型附圖1的萬一-5剖視圖；圖4為本實(shí)用新型附圖1的C 一 C剖面圖；圖5為本實(shí)用新型鐵心硅鋼片設(shè)置立體示意圖；圖6為本實(shí)用新型鐵心硅鋼片不同設(shè)置的立體示意圖；圖7為本實(shí)用新型線圈電流的方向與電動(dòng)力方向示意圖；圖8為本實(shí)用新型交流電線圈電流方向相反時(shí)電動(dòng)力方向示意圖；圖9為本實(shí)用新型沖頭與被沖擊器具發(fā)生碰撞的示意圖； 圖10為本實(shí)用新型的回程碰撞面碰撞壓縮反沖彈簧壓縮帽的示意圖； 圖11為是本實(shí)用新型接線電路是交流全波整流電路時(shí)電流、電動(dòng)力與 時(shí)間的函數(shù)關(guān)系示意圖12為本實(shí)用新型電源是矩形波交流電源和直流電源時(shí)鐵心線圈的接 線示意圖13為本實(shí)用新型在徑向?yàn)槎鄻O的結(jié)構(gòu)示意主視圖14為圖13中Z — Z 剖視圖15為本實(shí)用新型在徑向?yàn)槎鄻O的鐵心線圈連接示意圖16為本實(shí)用新型在軸向?yàn)槎喽蔚慕Y(jié)構(gòu)示意圖17為本實(shí)用新型的電動(dòng)鑿巖機(jī)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖18為本實(shí)用新型的振動(dòng)沖擊樁錘實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
圖19為本實(shí)用新型的振搗器實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖中l(wèi)沖擊桿軸向中心線、2螺母、3可動(dòng)彈簧座、4主彈簧、5 機(jī)架、6反沖彈簧、7副彈簧、8回程碰撞面、9固定彈簧座、10普通滑套、 ll自由移位導(dǎo)電裝置、12可動(dòng)鐵心線圈，13可動(dòng)鐵心、14可動(dòng)鐵心極面、 15固定鐵心線圈、16固定鐵心、17沖擊桿、18固定鐵心極中心線、19同 定鐵心極面、20防扭滑套、21防扭滑軌、22沖頭、23被沖擊器具、24可 動(dòng)鐵心極中心線、25反沖彈簧壓縮帽、26--反沖彈簧座套、27反沖彈簧壓 蓋、28機(jī)尾罩、29電源連接電路、30固定鐵心硅鋼片平面、31固定鐵心 極面中心、32可動(dòng)鐵心極面中心、33可動(dòng)鐵心硅鋼片平面、34主磁路、35 釬尾、36連桿棘輪轉(zhuǎn)釬裝置、37釬尾套支架、38釬尾套、39釬桿、40支 座、41樁尾帽、42樁套、43樁尾、44支架、45吸聲套、46沖擊座、47機(jī) 座、48被震擊工作面板。
附圖中的符號(hào)" "表示交流電源。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在機(jī)架5上設(shè)置有滑套，滑套包括普通滑套10和防扭滑 套20兩個(gè)；在普通滑套10和防扭滑套20中設(shè)置有沖擊桿17，沖擊桿17 可以在兩個(gè)滑套中直線滑動(dòng)；在沖擊桿17上設(shè)置兩段可動(dòng)鐵心13，可動(dòng)鐵 心13由硅鋼片疊裝設(shè)置構(gòu)成，硅鋼片的表面設(shè)置有絕緣漆膜或氧化膜絕緣 介質(zhì)；兩段可動(dòng)鐵心13沿著沖擊桿軸向隔開固定在沖擊桿17上，沖擊桿軸向是指與沖擊桿軸向中心線1平行的方向；每段可動(dòng)鐵心13上設(shè)置有兩 個(gè)可動(dòng)鐵心線圈12,每個(gè)可動(dòng)鐵心線圈12為一個(gè)電磁極，兩個(gè)可動(dòng)鐵心 13的極耦合串聯(lián)成一對(duì)電磁極；在機(jī)架5上設(shè)置兩個(gè)固定鐵心16，兩個(gè)固 定鐵心16分別固定在兩段可動(dòng)鐵心13的兩側(cè)，固定鐵心由硅鋼片疊裝設(shè) 置構(gòu)成，硅鋼片的表面設(shè)置有絕緣漆膜或氧化膜絕緣介質(zhì)；兩個(gè)固定鐵心 16上都設(shè)置有固定鐵心線圈15，每個(gè)固定鐵心線圈15為一個(gè)電磁極，兩 個(gè)固定鐵心極中心線18重合，固定鐵心極中心線18設(shè)置在兩段可動(dòng)鐵心 極中心線24的中間，兩個(gè)固定鐵心極面19與兩段可動(dòng)鐵心兩側(cè)的可動(dòng)鐵 心極面.14相互對(duì)應(yīng)，可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置沖 頭22在沖擊桿17的前端設(shè)置，沖頭22和沖擊桿17是一體的，沖頭22與 被沖擊器具23在同一軸心上相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí)沖頭22與被沖擊器具 23是隔開的，沖擊桿.17、可動(dòng)鐵心13、可動(dòng)鐵心線圈12、可動(dòng)彈簧座3、 固定彈簧座9和沖頭22 --起構(gòu)成直線運(yùn)動(dòng)裝置。如圖1所示，彈簧裝置是復(fù)合彈簧裝置，彈簧裝置沿著沖擊桿軸向設(shè) 置在沖擊桿17與機(jī)架5之間。彈簧裝置包括反沖彈簧裝置和定位彈簧裝萱， 反沖彈簧裝置和定位彈簧裝置都沿著沖擊桿軸向設(shè)置在機(jī)架與沖擊桿之 間，沖擊桿上設(shè)置有回程碰撞面8，回程碰撞面8在沖擊桿17上與沖頭22 反向固定設(shè)置；反沖彈簧裝置的一端沿著沖擊桿軸向與回程碰撞面8相互 對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí)回程碰撞面8與反沖彈簧裝置是隔開的，另--端固定設(shè) 置在機(jī)架5上;定位彈簧裝置的兩端分別固定設(shè)置在機(jī)架5和沖擊桿17上， 靜態(tài)時(shí)定位彈簧裝置使沖擊桿17定位。機(jī)尾罩28罩著彈簧裝置設(shè)置在機(jī) 架5上。如圖1所示，反沖彈簧裝置包括反沖彈簧6、.反沖彈簧壓縮帽25、反 沖彈簧座套26和反沖彈簧壓蓋27，沖擊桿17上設(shè)置有回程碰撞面8;反 沖彈簧座套26的--端設(shè)置為口，另一端設(shè)置為孔，兩端沿著沖擊桿軸向設(shè) 置；設(shè)置為口的一端固定設(shè)置在機(jī)架5上，反沖彈簧壓蓋27固定設(shè)置在這 端的口上；設(shè)置為孔的一端與沖擊桿17上設(shè)置的回程碰撞面8對(duì)應(yīng)設(shè)置， 反沖彈簧壓縮帽25設(shè)置在這端的孔中，反沖彈簧壓縮帽25的帽檐設(shè)置在 孔里面，反沖彈簧壓縮帽25的帽頭設(shè)置在孔外面，與回程碰撞面8對(duì)應(yīng)設(shè) 置，反沖彈簧壓縮帽25的帽頭可以在孔中滑動(dòng)，.靜態(tài)時(shí)回程碰撞面與帽頭 是隔開的；反沖彈簧6的剛度比定位彈簧的大，反沖彈簧6設(shè)置在反沖彈簧壓縮帽25與反沖彈簧壓蓋27之間，反沖彈簧6的自然長(zhǎng)度大于安裝長(zhǎng) 度，反沖彈簧6安裝后被壓縮有預(yù)應(yīng)力。當(dāng)沖擊桿17上的回程碰撞面8與 反沖彈簧壓縮帽25相向運(yùn)動(dòng)至回程碰撞面8與反沖彈簧壓縮帽25發(fā)生碰 撞并壓縮反沖彈簧6時(shí)，產(chǎn)生碰撞反彈力和彈簧回彈力。
如圖1所示，定位彈簧裝置包括兩只螺母2、可動(dòng)彈簧座3、主彈簧4、 副彈簧7、固定彈簧座9，主彈簧4的一端沿著沖擊桿軸向設(shè)置在機(jī)架5上， 另一端設(shè)置在可動(dòng)彈簧座3上，可動(dòng)彈簧座3設(shè)置在螺母2上，兩只螺母2 設(shè)置在沖擊桿17上，兩只螺母2可以在沖擊桿17上螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，可動(dòng)彈簧 座3在沖擊桿17上可以隨著螺母2移動(dòng)；副彈簧7的一端沿著沖擊桿軸向 設(shè)置在機(jī)架5上與彈簧4對(duì)應(yīng)的反面，另一端設(shè)置在固定彈簧座9上，固 定彈簧座9是固定在沖擊桿17的軸肩上；副彈簧7與主彈簧4組成串聯(lián)彈 簧組，這個(gè)串聯(lián)彈簧組的中點(diǎn)連接在機(jī)架5上。旋動(dòng)螺母2，移動(dòng)其在沖擊 桿17上的位置，改變主彈簧4和副彈簧7的串聯(lián)伸縮長(zhǎng)度，可改變沖擊桿 17與機(jī)架5之間相對(duì)位置，從而改變可動(dòng)鐵心極中心線24與固定鐵心極中 心線18之間相對(duì)位置。主彈簧4和副彈簧7都屬于定位彈簧。
如圖1所示，'本實(shí)用新型的可動(dòng)鐵心線圈12與電源連接電路29采用 自由移位導(dǎo)電裝置11連接，自由移位導(dǎo)電裝置11的導(dǎo)電端是可以自由移 動(dòng)位置的，可以在可動(dòng)鐵心線圈12運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下向?qū)щ姟Ｗ杂梢莆粚?dǎo)電裝置 11是現(xiàn)有技術(shù)的伸縮導(dǎo)線、或者是彈性導(dǎo)線、或者是滑接導(dǎo)電裝置、或者 是電磁感應(yīng)無接觸變電裝置。
如圖1所示，電源連接電路29是交流電全波整流電路接線電路，可動(dòng) 鐵心線圈12是直流電線圈，與該全波整流電路的直流電流回路串聯(lián)連接， 固定鐵心線圈15是交流電線圈，與該全波整流電路的交流電流回路串聯(lián)連 接。電源連接電路29連接普通交流電源。
如圖1、圖2、圖3所示，可動(dòng)鐵心極面14和固定鐵心極面19都是平 面的，可動(dòng)鐵心13的硅鋼片的平面垂直于固定鐵心極面19設(shè)置，固定鐵 心16的硅鋼片的平面垂直于可動(dòng)鐵心極面14并且還沿著沖擊桿軸向設(shè)置。 在圖2、圖3中，12可動(dòng)鐵心線圈、13可動(dòng)鐵心、14可動(dòng)鐵心極面、15固 定鐵心線圈、16固定鐵心、17沖擊桿、19固定鐵心極面。
如圖4所示，防扭滑軌21固定設(shè)置在沖擊桿17上，防扭轉(zhuǎn)滑軌21的 滑軌凸出沖擊桿17，防扭轉(zhuǎn)滑軌21的滑軌插在防扭滑套20的導(dǎo)槽內(nèi)，扭轉(zhuǎn)滑軌21的滑軌在防扭滑套20的導(dǎo)槽內(nèi)可以滑動(dòng)，不能扭轉(zhuǎn)，防扭轉(zhuǎn)滑 軌21和防扭滑套20使沖擊桿17只可以滑動(dòng)，不能扭轉(zhuǎn)，防止沖擊桿17 扭轉(zhuǎn)發(fā)生鐵心極面摩擦和碰撞。
如圖5所示，固定鐵心硅鋼片平面30垂直于可動(dòng)鐵心的極面14并且 還沿著沖擊桿軸向設(shè)置，可動(dòng)鐵心硅鋼片平面33垂直于固定鐵心的極面19 并與沖擊桿徑向平行設(shè)置。在圖5中，2,4可動(dòng)鐵心極中心線、32可動(dòng)鐵心 極中心。
如圖6所示，固定鐵心硅鋼片平面30垂直于可動(dòng)鐵心的極面14并且 還沿著沖擊桿軸向設(shè)置，可動(dòng)鐵心硅鋼片平面33垂直于固定鐵心的極面19， 并且也與固定鐵心硅鋼片平面30—樣沿著沖擊桿軸向設(shè)置。在圖6中，24 可動(dòng)鐵心極中心線、32可動(dòng)鐵心極中心。
如圖5、圖6所示，兩個(gè)固定鐵心上都設(shè)置有固定鐵心線圈15，兩個(gè) 固定鐵心極面19相對(duì)，固定鐵心線圈15圈內(nèi)的鐵心表面就是固定鐵心的 極面19，極面都是由硅鋼片的邊并排組成的；兩個(gè)固定鐵心極中心線18重 合，兩個(gè)固定鐵心線圈15的繞線方向是以固定鐵心極中心線18為中心按 相同繞線方向設(shè)置的；固定鐵心線圈15的導(dǎo)線環(huán)繞固定鐵心極中心31分 布在固定鐵心上，在沖擊桿軸向上，以固定鐵心極中心31為界的兩側(cè)，固 定鐵心線圈15的導(dǎo)線的走向?qū)?yīng)相反，同一側(cè)的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線 的走向都--致，因此，兩側(cè)的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線中的電流方向?qū)⑾喾矗?同一側(cè)的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線中的電流方向?qū)⒍家恢?。在沖擊桿軸向上， 兩段可動(dòng)鐵心極面14對(duì)應(yīng)在固定鐵心極中心31為界的兩側(cè)，雖然兩段可 動(dòng)鐵心極面14對(duì)應(yīng)的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線的走向是相反的，但兩段可 動(dòng)鐵心上可動(dòng)鐵心線圈12的繞線方向也是相反設(shè)置的，根據(jù)電動(dòng)原理，兩 段可動(dòng)鐵心上可動(dòng)鐵心線圈12導(dǎo)線中的電流與對(duì)應(yīng)的固定鐵心線圈15導(dǎo) 線中的電流產(chǎn)生的電動(dòng)力的方向是一致的。
本實(shí)用新型的諧拍往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)敘述如下
如圖7所示，電源連接電路29是交流電全波整流電路接線電路，可動(dòng) 鐵心線圈12是直流電線圈，與該全波整流電路的直流電流回路串聯(lián)連接， 固定鐵心線圈15是交流電線圈，與該全波整流電路的交流電流M路串聯(lián)連 接。在某瞬間固定鐵心線圈15中交流電流/,和可動(dòng)鐵心線圈12中全波整 流電流/2的方向如圖7所示時(shí)，根據(jù)電動(dòng)原理可得出，兩段可動(dòng)鐵心上極性相反的電磁場(chǎng)將分別與固定鐵心兩側(cè)導(dǎo)線中方向相反的電流產(chǎn)生同一方向的電動(dòng)力，在圖7所示的是沖擊桿17受到的電動(dòng)力的方向是向沖頭22 前方的方向，電動(dòng)力將克服摩擦阻力使直線運(yùn)動(dòng)裝置向沖頭22前方運(yùn)動(dòng)。如圖8所示，當(dāng)固定鐵心線圈15中交流電流/ ,的方向變成相反，而 可動(dòng)鐵心線圈12中全波整流電流中/;，的方向不變，在某瞬間固定鐵心線 圈15中交流電流/ ，和可動(dòng)鐵心線圈12中全波整流電流/ 2的方向如圖8 所示時(shí)，根據(jù)電動(dòng)原理可得出，當(dāng)固定鐵心線圈15中交流電流/,的方向 相反時(shí)，沖擊桿17受到的電動(dòng)力的方向也相反，電動(dòng)力的方向變成向機(jī)尾 的方向，電動(dòng)力將克服摩擦阻力使直線運(yùn)動(dòng)裝置向機(jī)尾的方向運(yùn)動(dòng)。如圖9所示，當(dāng)直線運(yùn)動(dòng)裝置向前運(yùn)動(dòng)至沖頭22和被沖擊器具23發(fā) 生碰撞時(shí)，根據(jù)碰撞原理，將產(chǎn)生碰撞反彈力，將直線運(yùn)動(dòng)裝置彈回。如圖10所示，當(dāng)直線運(yùn)動(dòng)裝置向機(jī)尾方向運(yùn)動(dòng)至回程碰撞面8和反沖 彈簧壓縮帽25發(fā)生碰撞時(shí)，反沖彈簧壓縮帽25受到碰撞并壓縮反沖彈簧6， 根據(jù)碰撞原理禾tt彈簧變形儲(chǔ)能回彈原理，碰撞產(chǎn)生的反彈力和反沖彈簧6、 主彈簧4、副彈簧7變形儲(chǔ)能的回彈力聯(lián)合作用，將直線運(yùn)動(dòng)裝置彈回。在圖7、圖8、圖9、圖10中，/,和空心箭頭表示交流電流的方向， /2和空心箭頭表示全波整流直流電流的方向；固定鐵心線圈15的導(dǎo)線截面 圓圈中的" "表示電流自圖面從下向上流出，固定鐵心線圈15的導(dǎo)線 截面圓圈中的"+ "表示電流自圖面從上向下流進(jìn)；"和"S "表示 線圈中電流在鐵心上產(chǎn)生的電磁極性，圖中虛線表示的是可動(dòng)鐵心電磁場(chǎng) 與固定鐵心電磁場(chǎng)在鐵心上構(gòu)成的主磁路34，在固定鐵心上主磁路34是沿 著沖擊桿軸向通過的；"尸"和實(shí)心箭頭表示電動(dòng)力的方向。本實(shí)用新型產(chǎn)生的電動(dòng)力是交流電流和直流電流相互作用產(chǎn)生的，電 動(dòng)力方向是按交流電流的頻率變換的，直線運(yùn)動(dòng)裝置受到的電動(dòng)力是方向 交變的電動(dòng)力。當(dāng)電動(dòng)力變換方向的間隔時(shí)間與沖頭發(fā)生碰撞反彈和回程 碰撞面發(fā)生碰撞回彈之間的運(yùn)行時(shí)間諧拍時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)裝置就町以穩(wěn)定進(jìn) 行循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也就是作諧拍往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型上述的電動(dòng)力變換方向的間隔時(shí)間與沖頭發(fā)生碰撞反彈和 回程碰撞面8發(fā)生碰撞回彈之間運(yùn)行時(shí)間這兩大因素中，交變電動(dòng)力變換 方向的間隔時(shí)間是由交流電流的頻率決定的，沖頭發(fā)生碰撞反彈和回程碰 撞面發(fā)生碰撞回彈之間的運(yùn)行時(shí)間，是由直線運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)速度、沖頭發(fā)生碰撞反彈和回程碰撞面發(fā)生碰撞回彈之間的運(yùn)動(dòng)距離共同決定的，沖 頭發(fā)生碰撞反彈和回程碰撞面發(fā)生碰撞回彈之間的運(yùn)動(dòng)距離包括兩頭發(fā)生 碰撞之間的距離和反沖彈簧的變形量。直線運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)速度是由電動(dòng) 力的強(qiáng)度、兩頭發(fā)生碰撞之間的運(yùn)動(dòng)距離、碰撞體材質(zhì)的彈性、反沖彈簧 的剛度、定位彈簧的剛度、直線運(yùn)動(dòng)裝置的質(zhì)量和反沖彈簧的變形量綜合 決定的，反沖彈簧的變形量又也是由電動(dòng)力昀強(qiáng)度決定的。在上述諸因素 中，交流電流的頻率、兩頭發(fā)生碰撞之間的距離、碰撞體材質(zhì)的彈性、反 沖彈簧的剛度、定位彈簧的剛度、直線運(yùn)動(dòng)裝置的質(zhì)量都是設(shè)定不變的， 電動(dòng)力的強(qiáng)度是可以通過改變鐵心線圈中的電流量而改變的，而且反沖彈 簧的變形量也是隨電動(dòng)力的強(qiáng)度變化的。在上述諸因素中，可以通過調(diào)節(jié) 電動(dòng)力強(qiáng)度調(diào)整沖頭發(fā)生碰撞反彈和回程碰撞面發(fā)生碰撞回彈之間的運(yùn)行 時(shí)間，使之與交變電動(dòng)力變換方向的間隔時(shí)間諧拍，直線運(yùn)動(dòng)裝置就可以 穩(wěn)定進(jìn)行諧拍循環(huán)往復(fù)直線沖擊運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)本實(shí)用新型的直線運(yùn)動(dòng)裝置達(dá)到諧拍循環(huán)往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)條件后，電 動(dòng)力強(qiáng)度還繼續(xù)增大時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)速度也將會(huì)繼續(xù)增大， 將會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)力的方向還未改變，沖頭或回程碰撞面便提前發(fā)生碰撞，此 時(shí)，電動(dòng)力的方向與碰撞反彈力或彈簧回彈力的方向相反，直線運(yùn)動(dòng)裝置 在碰撞反彈或彈簧回彈時(shí)將受到電動(dòng)力的阻力，電動(dòng)力將減緩碰撞反彈或 彈簧回彈的起動(dòng)速度，待電動(dòng)力的方向改變成與碰撞反彈力或彈簧冋彈力 的方向一致后，才又共同做下一個(gè)循環(huán)的直線運(yùn)動(dòng)，以此循環(huán)，直線運(yùn)動(dòng) 裝置將在強(qiáng)電動(dòng)力的作用下，進(jìn)行強(qiáng)迫諧拍往復(fù)直線沖擊運(yùn)動(dòng)。雖然在強(qiáng) 迫諧拍沖擊運(yùn)動(dòng)中碰撞反彈或彈簧回彈時(shí)電動(dòng)力作了些無用功，但此時(shí)的 直線運(yùn)動(dòng)裝置的速度大，沖擊力大，這是沖擊設(shè)備所求的。此外，強(qiáng)迫諧 拍沖擊運(yùn)動(dòng)還可以自動(dòng)彌補(bǔ)電源電壓、碰撞體材質(zhì)的彈性、反沖彈簧的剛 度、定位彈簧的剛度等發(fā)生變化對(duì)諧拍條件的不利影響。因此，本實(shí)用新 型應(yīng)設(shè)在強(qiáng)迫諧拍往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)條件下工作，沖擊力大，可保持穩(wěn)定工作。
如圖11所示，電流八和電流/2分別是固定鐵心線圈和可動(dòng)鐵心線圈 中的電流，當(dāng)電源連接電路是正弦波交流電全波整流電路、固定鐵心線圈 和可動(dòng)鐵心線圈分別與交流電全波整流電路的交流回路和直流回路串聯(lián) 時(shí)，在固定鐵心線圈和可動(dòng)鐵心線圈中，交流電流/,與全波整流直流電流 /2的變化是諧拍的，產(chǎn)生的交變電動(dòng)力尸的絕對(duì)值是最大的，交流電流/,與時(shí)間t、全波整流直流電流/ 2與時(shí)間t、/ ,和/ 2之間產(chǎn)生的電動(dòng)力F 與時(shí)間t的函數(shù)坐標(biāo)圖象如圖11所示。兩種電流變化諧拍時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力 ,沒有二次諧波，在往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)中不產(chǎn)生二次諧波能量損耗和機(jī)械振動(dòng)。 綜上所述，本實(shí)用新型在工作時(shí)，電能直接作用在直線運(yùn)動(dòng)上，交流 電與直流電兩種變量電流的變化諧拍，電動(dòng)力方向變換與碰撞時(shí)間強(qiáng)迫諧 拍，直線運(yùn)動(dòng)裝置往復(fù)直線沖擊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能除了在滑套中的摩擦損耗外， 沒有其他機(jī)械損耗，因此本實(shí)用新型產(chǎn)生的電動(dòng)力大，沖擊加速性能好，沖擊力大，電能效率高，電能效率可以達(dá)到55%以上，當(dāng)采用好的導(dǎo)電導(dǎo)磁材料和較小的鐵心電磁空氣間隙時(shí)，電能效率會(huì)更高。 本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例如圖12所示，可動(dòng)鐵心線圈12是直流電線圈，固定鐵心線圈15是矩 形波交流電線圈，可動(dòng)鐵心線圈12接直流電源，固定鐵心線圈15接矩形 波交流電源。圖中符號(hào)"+ "和"一"表示直流電源，交變矩形波圖形表 示矩形波交流電源。圖12所示的可動(dòng)鐵心線圈12和固定鐵心線圈15的結(jié) 構(gòu)也可以是相反的，即PJ動(dòng)鐵心線圈12是矩形波交變電流線圈，固定鐵心 線圈15是直流電線圈，可動(dòng)鐵心線圈12接矩形波交流電源，固定鐵心線 圈15接直流電源。矩形波交流電實(shí)際就是方向變換的直流電流，直流電流 方向變換的頻率可以是恒定的，也可以是用現(xiàn)有電控技術(shù)控制的。本實(shí)用 新型采用矩形波交流電和直流電作電源，適用于大沖擊行程和大沖擊力的 沖擊設(shè)備。如圖13、圖14、圖15所示，兩段可動(dòng)鐵心13和一段固定鐵心16在 沖擊桿徑向都為4個(gè)極，每段可動(dòng)鐵心13的4個(gè)極在沖擊桿的徑向勻布設(shè) 置在沖擊桿17 .匕固定鐵心16的4個(gè)極也在沖擊桿的徑向勻布設(shè)置在機(jī) 架5上，每段可動(dòng)鐵心13和固定鐵心16的每個(gè)極上都設(shè)置有線圈。在沖 擊桿的徑向和軸向，各相鄰的可動(dòng)鐵心線圈12的導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè) 置，在機(jī)架5上各相鄰的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線繞線方向也相互相反設(shè)置， 線圈導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置即線圈導(dǎo)線的電流接線方向相反設(shè)置。固 定鐵心極中心線18沿著沖擊桿軸向設(shè)置兩個(gè)可動(dòng)鐵心極中心線24的中間， 兩段可動(dòng)鐵心13的4對(duì)極與固定鐵心的4個(gè)極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置。在沖擊 桿徑向設(shè)置多極可以提高機(jī)架斷面利用率，增大電動(dòng)功率，縮短可動(dòng)鐵心 上的主磁路路徑，減小磁阻，提高電能效率。每段可動(dòng)鐵心和固定鐵心的極還可以是6個(gè)極或8個(gè)極，以適應(yīng)大直徑?jīng)_擊裝置的需要。
如圖16所示，在沖擊桿17上設(shè)置有4段可動(dòng)鐵心13，每段可動(dòng)鐵心 13上都設(shè)置有線圈，在機(jī)架5上設(shè)置有一長(zhǎng)段固定鐵心16，固定鐵心16 上設(shè)置兩個(gè)分布線圈15，兩個(gè)分布線圈15在固定鐵心16上設(shè)成3個(gè)電磁 極，每個(gè)可動(dòng)鐵心的極中心線與每段固定鐵心的極中心線18都沿著沖擊桿 軸向交叉錯(cuò)開設(shè)置，可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置。在 沖擊桿軸向，各段相互對(duì)應(yīng)的可動(dòng)鐵心線圈12的導(dǎo)線繞線方向相反設(shè)置， 各段相互對(duì)應(yīng)的固定鐵心線圈15的導(dǎo)線繞線方向也相反設(shè)置。在圖16中， 電源連接電路是交流電全波整流電路，固定鐵心線圈與交流電全波整流電 路的交電流回路串聯(lián)，可動(dòng)鐵心線圈與該交流電全波整流電路的直電流回 路串聯(lián)。在圖16中，交流電線圈中的電流/,和全波整流直流電線圈中的 電流/,的方向，是假設(shè)的瞬間情況，以便于說明每段町動(dòng)鐵心的極和固定 鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置。在圖16中，/,和空心箭頭表示交流電流的 方向，/2和空心箭頭表示全波整流電流的方向；固定鐵心線圈15的導(dǎo)線截 面圓圈中的" "表示電流自圖面從下向上流出，固定鐵心線圈15的導(dǎo)線 截面圓圈中的"+ "表示電流自圖面從上向下流進(jìn)；"A^ "和"51 "表示 線圈中電流在鐵心上產(chǎn)生的電磁極性，圖中虛線表示的是可動(dòng)鐵心電磁場(chǎng) 與固定鐵心電磁場(chǎng)在鐵心上構(gòu)成的主磁路34，在固定鐵心上主磁路34是沿 著沖擊桿軸向通過的；","和實(shí)心箭頭表示電動(dòng)力的方向。可動(dòng)鐵心13 的電磁極和固定鐵心16的電磁極在沖擊桿軸向多段設(shè)置可以在機(jī)架同等斷 面下增大電動(dòng)功率?？蓜?dòng)鐵心的電磁極13和固定鐵心16的電磁極還可以 是3段到10段之間奇偶搭配，以適應(yīng)小直徑大功率沖擊裝置的需要。
圖17為本實(shí)用新型的實(shí)施例電動(dòng)鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的電 動(dòng)鑿巖機(jī)適宜開發(fā)大功率的動(dòng)力單一化電動(dòng)鑿巖臺(tái)車，普及電動(dòng)鑿巖臺(tái)車 作業(yè)，節(jié)約能源，降低設(shè)備制造費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改 善工人勞動(dòng)環(huán)境。圖16中所示的鑿巖機(jī)的轉(zhuǎn)釬系統(tǒng)是連桿棘輪式，沖擊桿 前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沖擊桿帶動(dòng)連桿棘輪轉(zhuǎn)釬裝置36正反來回轉(zhuǎn)動(dòng)撥動(dòng)釬桿 39動(dòng)轉(zhuǎn)。在圖16中，35釬尾、36連桿棘輪轉(zhuǎn)釬裝置、37釬尾套支架、38 釬尾套、39釬桿。本實(shí)用新型的電動(dòng)鑿巖機(jī)轉(zhuǎn)釬系統(tǒng)還可以是獨(dú)立的電動(dòng) 轉(zhuǎn)釬裝置，也可以是現(xiàn)有鑿巖機(jī)的斜花鍵棘輪轉(zhuǎn)釬裝置。
圖18為本實(shí)用新型的實(shí)施例立式振動(dòng)沖擊樁錘結(jié)構(gòu)示意圖。振動(dòng)沖擊樁錘主要用于建筑工程地基加固打樁，本實(shí)用新型的振動(dòng)沖擊樁錘能源效 率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，可以取代現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)式、氣動(dòng)式和內(nèi)燃式?jīng)_
擊樁錘。在圖17中，40支座、41樁尾帽、42樁套、43樁尾。
圖19為本實(shí)用新型的實(shí)施例立式振搗器的結(jié)構(gòu)示意圖。振搗器主要用 于建筑工程混凝土密實(shí)振搗，振搗器還可以用于防止料倉(cāng)和溜槽輸料堵結(jié) 震擊和清理礦車結(jié)垢震擊等方面。在圖20中，44支架、45吸聲套、46沖 擊座、47機(jī)座、48被振搗件。被振搗件48為被震擊工作面板。
權(quán)利要求1. 一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特征在于其包括可動(dòng)鐵心、 可動(dòng)鐵心線圈、固定鐵心、固定鐵心線圈、沖擊桿、沖頭、滑套、彈簧裝 置、機(jī)架和電源連接電路，在機(jī)架上設(shè)置有滑套，在滑套中設(shè)置有沖擊桿， 沖擊桿可以在滑套中滑動(dòng)，可動(dòng)鐵心固定設(shè)置在沖擊桿上，固定鐵心固定 設(shè)置在機(jī)架上；可動(dòng)鐵心和固定鐵心的設(shè)置形式為在沖擊桿上沿軸向設(shè) 置兩段可動(dòng)鐵心，每段可動(dòng)鐵心的極上都設(shè)置有可動(dòng)鐵心線圈，在兩段可 動(dòng)鐵心的極上，沿沖擊桿軸向?qū)?yīng)的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相 反設(shè)置，在機(jī)架上設(shè)置一段固定鐵心，固定鐵心上設(shè)置有固定鐵心線圈， 固定鐵心極中心線設(shè)置在兩段可動(dòng)鐵心極中心線之間，可動(dòng)鐵心的極和固 定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；或者是在機(jī)架上沿沖擊桿軸向設(shè)置兩段固 定鐵心，每段固定鐵心的極上都設(shè)置有固定鐵心線圈，在兩段固定鐵心的 極上，沿沖擊桿軸向?qū)?yīng)的固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置， 在沖擊桿上設(shè)置一段可動(dòng)鐵心，可動(dòng)鐵心的極上設(shè)置有可動(dòng)鐵心線圈，可 動(dòng)鐵心極中心線設(shè)置在兩段固定鐵心極中心線之間，可動(dòng)鐵心的極和固定 鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；沖頭固定設(shè)置在沖擊桿上，沖擊桿、n]"動(dòng)鐵 心、可動(dòng)鐵心線圈和沖頭一起構(gòu)成直線運(yùn)動(dòng)裝置；彈簧裝置沿著沖擊桿軸 向設(shè)置在沖擊桿與機(jī)架之間；電源接線電路包括直流電源電路和交流電源 電路；可動(dòng)鐵心線圈和固定鐵心線圈有以下任意一種結(jié)構(gòu)形式和連接形式: 可動(dòng)鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是直流電線圈，固定鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是交流 電線圈，可動(dòng)鐵心線圈與電源接線電路的直流電源電路連接，固定鐵心線 圈與電源接線電路的交流電源電路連接；或者是可動(dòng)鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式 是交流電線圈，固定鐵心線圈的結(jié)構(gòu)形式是直流電線圈，可動(dòng)鐵心線圈與 電源接線電路的交流電源電路連接，固定鐵心線圈與電源接線電路的直流 電源電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于可動(dòng)鐵心和固定鐵心為硅鋼片疊裝設(shè)置，硅鋼片的疊裝設(shè)置形式為， 可動(dòng)鐵心的硅鋼片平面垂直于固定鐵心的極面疊裝設(shè)置，固定鐵心的硅鋼 片平面垂直于可動(dòng)鐵心的極面并且還沿著沖擊桿軸向疊裝設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特征在于彈簧裝置包括反沖彈簧裝置和定位彈簧裝置，反沖彈簧裝置和定位 彈簧裝置都沿著沖擊桿軸向設(shè)^在機(jī)架與沖擊桿之間，沖擊桿上設(shè)置有回 程碰撞面，回程碰撞面在沖擊桿上與沖頭反向固定設(shè)置；反沖彈簧裝置的 一端沿著沖擊桿軸向與回程碰撞面相互對(duì)應(yīng)設(shè)置，靜態(tài)時(shí)回程碰撞面與反 沖彈簧裝置是隔開的，反沖彈簧裝置的另-'端固定設(shè)置在機(jī)架上；定位彈 簧裝置的兩端分別固定設(shè)置在機(jī)架與沖擊桿上，靜態(tài)時(shí)定位彈簧裝置使沖 擊桿定位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于反沖彈簧裝置包括反沖彈簧、反沖彈簧壓縮帽、反沖彈簧座套和反 沖彈簧壓蓋，反沖彈簧座套的兩端沿著沖擊桿軸向設(shè)置，反沖彈簧座套的 一端設(shè)置為口，固定設(shè)置在機(jī)架上，反沖彈簧壓蓋固定設(shè)置在這端的口上， 另一端設(shè)置為孔，反沖彈簧壓縮帽設(shè)置在這端的孔中，帽檐設(shè)置在孔里面， 帽頭設(shè)置在孔外面，帽頭可以在孔中滑動(dòng)，帽頭與回程碰撞面相互對(duì)應(yīng)設(shè) 置，靜態(tài)時(shí)回程碰撞面與帽頭與是隔開的，反沖彈簧設(shè)置在反沖彈簧壓縮 帽與反沖彈簧壓蓋之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于定位彈簧裝置包括主彈簧和彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置，彈簧長(zhǎng)度調(diào)界裝胃 設(shè)置在沖擊桿上，彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置在沖擊桿上的位置是可以沿著沖擊桿 軸向移動(dòng)的，主彈簧的兩端沿著沖擊桿軸向在彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置上和機(jī)架 上連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于定位彈簧裝置包括主彈簧和彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置，彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置 設(shè)置在機(jī)架上，彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置在機(jī)架上的位置是可以沿著沖擊桿軸向 移動(dòng)的，主彈簧的兩端沿著沖擊桿軸向在彈簧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置上和沖擊桿上 連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于可動(dòng)鐵心和固定鐵心每段在沖擊桿的徑向分布設(shè)置4個(gè)極、或者6 個(gè)極、或者8個(gè)極，每段可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置， 每段可動(dòng)鐵心和每段固定鐵心的極上都設(shè)置有線圈；在沖擊桿徑向每段可 動(dòng)鐵心相鄰極上的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反設(shè)置，在沖擊桿 軸向每段相互對(duì)應(yīng)的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向也相互相反設(shè)置；在沖擊桿徑向每段固定鐵心相鄰極上的固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向相互相反 設(shè)置，在沖擊桿軸向每段相互對(duì)應(yīng)的固定鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向也相反 設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其特 征在于可動(dòng)鐵心在沖擊桿上分段設(shè)置為4段、6段、8段或10段偶數(shù)段， 固定鐵心在機(jī)架上分段設(shè)置為3段、5段、7段或9段奇數(shù)段，可動(dòng)鐵心極 中心線和固定鐵心極中心線在沖擊桿軸向交叉錯(cuò)開設(shè)置，可動(dòng)鐵心的極和 固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置；或者相反，可動(dòng)鐵心在沖擊桿上分段設(shè) 置為3段、5段、7段或9段奇數(shù)段，固定鐵心在機(jī)架上分段設(shè)置為4段、 6段、8段或10段偶數(shù)段，可動(dòng)鐵心極中心線和固定鐵心極中心線在沖擊 桿軸向交叉錯(cuò)開設(shè)置，可動(dòng)鐵心的極和固定鐵心的極相互對(duì)應(yīng)耦合設(shè)置； 每段可動(dòng)鐵心和每段固定鐵心的極上都設(shè)置有線圈，在沖擊桿軸向，各段 相互對(duì)應(yīng)的可動(dòng)鐵心線圈的導(dǎo)線繞線-向相反設(shè)置，各段相互對(duì)應(yīng)的固定 鐵心線圈的導(dǎo)線繞線方向也相反設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)諧拍往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)沖擊裝置，其包括可動(dòng)鐵心、固定鐵心、線圈、滑套、沖擊桿、沖頭、定位彈簧、反沖彈簧、機(jī)架和電源接線電路，固定鐵心硅鋼片平面沿著沖擊桿軸向并垂直可動(dòng)鐵心極面設(shè)置，沖擊桿在電動(dòng)力直接作用和沖頭反彈與彈簧回彈交替作用下進(jìn)行強(qiáng)迫諧拍往復(fù)直線沖擊運(yùn)動(dòng)，比活塞式?jīng)_擊設(shè)備節(jié)能顯著，可高頻沖擊，沖擊力大，制造使用簡(jiǎn)便。該技術(shù)適用于鑿巖機(jī)、沖擊樁錘、碎石器、振搗器和各種沖擊工具。
文檔編號(hào)B25D13/00GK201156698SQ20082007631
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者張勝田 申請(qǐng)人:張勝田